Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1403 / 4 лабораторная работа (стр.45) вариант 19

.pdf
Скачиваний:
20
Добавлен:
17.02.2023
Размер:
7.08 Mб
Скачать

Fluid Flow (CFX) – приложение для выполнения анализа с использованием CFD CFX.

Fluid Flow (FLUENT) – приложение для выполнения анализа с использованием CFD FLUENT.

DesignModeler (геометрия) – приложение для создания и редактирования CAD-геометрии и подготовки твердотельной модели для использования в дальнейших расчетах.

Engineering Data – приложение для определения свойств материала. Meshing Application – приложение для генерации области расчета

CFD и генерирования сетки.

Design Exploration – приложение для проведения проектных исследований и оптимизации анализов.

Finite Element Modeler (FE Modeler) – приложение для адаптации сетки, полученной в NASTRAN и ABAQUS, при использовании в ANSYS.

Рабочее окно Workbench представлено на рис. 1.

Рис. 1. Рабочее окно Workbench:

1 – главное меню; 2 – панель инструментов проекта; 3 – основное окно проекта;

4 – окно сообщений; 5 – окно свойств выбранного объекта

41

Схема проекта содержит необходимые этапы выполнения анализа

(рис. 2). Проект может содержать несколько таких блоков для различных типов инженерных расчетов, между которыми могут устанавливаться свя-

зи (рис. 3).

Рис. 2. Блок проекта:

1 – задание свойств материалов; 2 – создание геометрической модели;

3 – генерация сетки; 4 – задание параметров симуляции; 5 – решение задачи;

6 – предоставление результатов анализа

Рис. 3. Настройка связей:

1 – совместное использование параметров;

2 – простая связь для передачи данных

42

2.1.ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММНОГО ПАКЕТА ANSYS MECHANICAL

ВИНЖЕНЕРНОМ АНАЛИЗЕ

Пакет ANSYS Mechanical позволяет решить практически любую за-

дачу механики деформируемого твердого тела или получить сопряженное решение задачи механики с решением задач других областей физики,

например гидрогазодинамики, теплопереноса или электромагнетизма.

Данный пакет предлагает возможность создания единой фундаментальной матрицы взаимодействия полей с поддержкой акустического, пьезоэлек-

трического, термопрочностного и термоэлектрического типов анализа.

При наличии продукта ANSYS CFD или ANSYS Emag также можно про-

вести анализ взаимодействия конструкции с различными текучими среда-

ми или электромагнитными полями соответственно. Подобные расчеты помогут будущему инженеру лучше оценить реакцию их моделей на все-

возможные комбинации явлений.

ANSYS Mechanical способен решать следующие типы задач:

прочностной анализ – статический;

линейная и нелинейная устойчивость;

контактные задачи;

тепловой анализ и т. д.

Данный пакет включает полный набор линейных и нелинейных эле-

ментов, удобную для использования и редактирования базу материалов от конструкционной стали до резины, а также широкий набор методов реше-

ния (решателей). Это позволяет легко решать самые сложные и комплекс-

ные задачи, даже если они включают нелинейный контакт.

Рабочее окно Mechanical представлено на рис. 4.

43

Рис. 4. Окно Mechanical:

1 – главное меню; 2 – панель инструментов; 3 – дерево проекта;

4 – настройки элементов проекта; 5 – окно просмотра модели; 6 – сообщения системы

Панель инструментов имеет широкую функциональность и предна-

значена для настройки отображения проекта и проведения его анализа.

Дерево проекта отображает разделы проекта, используемые для про-

ведения анализа.

Настройки элементов проектов меняются в зависимости от вы-

бранного раздела дерева проекта и предназначены для контроля парамет-

ров проекта.

Сообщения системы отображают сообщения об ошибках системы и дают рекомендации для их устранения.

44

Лабораторная работа № 4 ПРОЧНОСТНОЙ АНАЛИЗ ШАТУНА КОМПРЕССОРА

Цель работы

Изучение основных этапов проведения прочностного анализа в среде ANSYS Workbench. Приобретение студентами навыков использования программного инструмента ANSYS – Static Structural при проведении прочностного анализа шатуна компрессора.

Описание работы

Используя расчетный инструмент Static Structural, необходимо рассчитать напряжения, деформации и запас прочности для шатуна компрессора (рис. 1). Известны направление действия векторов силы Рy и Рx, приложенных к поверхности отверстия под палец поршня, а также материал шатуна (табл. 1).

Рис. 1. Схема канала № 1

 

 

 

 

Таблица 1

 

 

Исходные данные

 

 

 

 

 

 

Вариант

Материалы

Рx, МПа

Рy, МПа

Тепловое состояние, оС

 

 

 

 

 

1

Сталь, медь

–5

0

10

2

Титан, медь

1

3

15

3

Алюминий, медь

3

2

20

4

Алюминий, медь

0

5

25

5

Сталь, медь

–2

3

30

45

 

 

 

 

Окончание табл. 1

 

 

 

 

 

Вариант

Материалы

Рx, МПа

Рy, МПа

Тепловое состояние, оС

6

Титан, медь

0,5

6

10

7

Алюминий, медь

–1

3

15

8

Сталь, медь

–7

0

20

9

Сталь, медь

2

0

25

10

Титан, медь

4

2

30

11

Алюминий, медь

6

1

10

12

Алюминий, медь

0

5

15

13

Сталь, медь

0

3

20

14

Титан, медь

–3

0

25

15

Алюминий, медь

0

4

30

16

Алюминий, медь

–1

0

10

17

Сталь, медь

–1

3

15

18

Титан, медь

5

2

20

19

Алюминий, медь

5

0

25

20

Алюминий, медь

4

1

30

21

Сталь, медь

2

1

10

22

Титан, медь

0

4

15

23

Алюминий, медь

–4

4

20

24

Титан, медь

–2

0

25

25

Сталь, медь

3

2

30

Порядок выполнения лабораторной работы

1. В рабочем окне Workbench выбираем расчетный блок Static Struc-

tural (рис. 2) двойным нажатием левой кнопки мыши (ЛКМ).

Рис. 2. Выбор расчетного инструмента Static Structural

46

2. В первую очередь необходимо добавить свой материал в расчетную модель (по умолчанию установлена сталь). Для этого выполняем следую-

щие действия (рис. 3):

 

2.1. Переходим в раздел Engineering Data

двойным

нажатием ЛКМ и выбираем раздел Engineering

Data Sources

.

2.2. Нажимаем на библиотеку General Materials и в окне

Outline of General Materials нажимаем на плюс напротив необходимых

материалов.

2.3. Закрываем раздел Engineering Data.

Рис. 3. Добавление материала

3. Далее переходим в раздел Geometry для загруз-

ки 3D-модели.

4. В открывшемся окне выбираем File→Import External Geometry File... (рис. 4). После чего выбираем расчетную геометрию и нажимаем

47

кнопку Открыть. Для того чтобы в окне просмотра отобразилась модель шатуна, нажимаем кнопку Generate на панели инструментов (рис. 5). По-

сле этого окно Geometry можно закрыть или свернуть.

Рис. 4. Импортирование геометрии

Рис. 5. 3D-модель канала в окне просмотра

5. Переходим в раздел Model в окне Workbench

(рис. 6).

48

Рис. 6. Окно Meсhanical

6. В первую очередь задаем вид материала для своего варианта. Для этого раскрываем вкладку Geometry и выбираем модель Solid. В окне Details of "Sоlid" переходим в раздел Material и напротив Assignment

(назначение) выбираем свой материал (рис. 7).

Рис. 7. Выбор материала

7. Теперь необходимо построить сеточную модель. Для этого используем команду в разделе Defaults окна настроек Defaults of

49

Mesh→Relevance (фактор плотности сетки в данной работе оставим без изменения) и устанавливаем значение 10. Также изменим параметр Relevance Center (среднее значение фактора плотности сетки) и выставим значение Fine (мелкая сетка), как представлено на рис. 8.

Рис. 8. Задание общего качества конечных элементов

8. Генерируем сетку, нажав для этого Update в верхней панели. После этого на модель канала должна наложиться сгенерированная сетка (рис. 9).

Рис. 9. Сгенерированная сетка

50

Соседние файлы в папке 1403