Лабораторная работа № 6 анализ двух консольных балок контактирующих шероховатыми поверхностями

Краткое описание задачи:

Две консольные балки контактируют между собой, как показано на рис.13. Давление прилагается к верхней поверхности верхней консольной балки. Нижняя балка будет деформироваться в результате действия нагрузок, передающихся через контактирующие поверхности. Программа вычисляет силы трения, умножая коэффициент трения на силу реакции опоры.

Р ис. 13. Внешний вид исследуемой сборки

Порядок работы:

1. Откройте в SolidWorks файл предварительно созданной твердотельной сборки. Для этого с помощью команды открыть через стандартный диалог открытия файла выберете требуемую модель (рис. 14).

Р ис.14. Внешний вид четвертой

части анализируемой сборки

2. Создайте исследование статического типа.

3. Задайте в качестве материала сборки выберете легированную сталь.

4. З адайте ограничения для деталей. Для торцевых поверхностей балок выберете ограничение «Зафиксировано» (рис. 15).

Рис.15. Ограничения модели

Приложите давление, равное 200 фунтам на квадратный дюйм (200 psi) к верхней поверхности балки (рис.16).

Р ис. 16. Деталь с указанием нагрузок и ограничений

5. Установите сопряжения для касающихся поверхностей: из контекстного меню иконки «Контакты/Зазоры» выберете «Определить набор соприкасания». Укажите контактирующие поверхности и параметры их контакта (рис.17). В качестве контактирующих поверхностей укажите нижнюю поверхность верхней балки и верхнюю поверхность нижней балки.

Р ис. 17. Выбор контактирующих поверхностей

В качестве параметров контакта выберете «Узел к узлу», задайте коэффициент трения, равный 0,05 (рис. 18).

Рис. 18. Настройка параметров контактирующих

поверхностей

6. Разбейте модель на конечные элементы. Результат разбиения показан на рис. 19.

Р ис. 19. Разбиение модели на конечные элементы

7. Запустите выполнение анализа. По его завершению оцените диаграмму напряжений (пункт «Усилие сжатия») на различных поверхностях модели (рис. 20).

Р ис. 20. Диаграмма напряжений

Сравните полученные результаты с параметрами материала деталей. Сделайте выводы о работоспособности элементов при расчитанных напряжениях.

Откройте диаграмму перемещение (рис. 21). Оцените жесткость сборки.

Рис. 21. Диаграмма жесткости модели

8. Создайте второе исследование статического анализа. Осуществите все настройки анализа аналогично предыдущему исследованию.

9. При настройке параметров контактирующих поверхностей не учитывайте их трение (рис.22).

Р ис. 22. Настройка параметров контактирующих

поверхностей

10. Запустите выполнение анализа. По его завершению проанализируйте результаты расчета напряжений (рис. 23) и жесткости модели (рис. 24). Сравните полученные результаты с результатами предыдущего исследования. Сделайте выводы о влиянии трения на исследуемые параметры.

Р ис. 23. Диаграмма напряжений

Р ис. 24. Диаграмма жесткости модели

Отчет по лабораторной работе должен быть выполнен в электронном виде и содержать:

• изображение рассчитываемой сборки;

• условия ее работы;

• характеристики применяемых материалов;

• обоснованные схемы нагружения и граничных условий;

• изображение конечно-элементной модели;

• результаты расчета напряжений и перемещений;

• анализ работоспособности модели и предложения по изменению ее конструкции с учетом коэффициента запаса прочности и жесткостных характеристик.

В качестве отчета по лабораторной работе запрещается использовать отчет, сформированный COSMOSWorks.