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

9. Задаем граничные условия.

9.1.Фиксируем шатун в пространстве. Для этого нажимаем ПКМ на раздел Static Structural и переходим в Insert→Fixed Support (жесткая за-

делка). В появившемся нижнем левом окне нажимаем на желтую ячейку No Selection (напротив Geometry) и выбираем поверхности отверстий под болты (удерживая кнопку Ctrl), после чего вместо No Selection появится кнопка Apply, на которую нужно нажать.

9.2.Задаем давление на поверхности отверстия под палец поршня.

Для этого нажимаем ПКМ на раздел Static Structural и переходим в Insert→Pressure. В появившемся нижнем левом окне задаем поверхность приложения силы (аналогично предыдущему подпункту), напротив раздела Defiine By выбираем Components и задаем действие сил так, чтобы их направление совпадало с выбранным вариантом.

9.3. Задаем температуру шатуна. Задаем давление на поверхности отверстия под палец поршня. Для этого нажимаем ПКМ на раздел Static Structural и переходим в Insert→Thermal Condition. В появившемся ниж-

нем левом окне задаем модель шатуна (аналогично предыдущему подпункту) и напротив раздела Magnitude выставляем температуру в соответствии со своим вариантом.

10. Выбираем параметры, которые необходимо рассчитать в ходе решения поставленной задачи (рис. 10).

10.1.Полное смещение: нажимаем ПКМ на Solution и выбираем Insert→Deformation→Total.

10.2.Эквивалентное напряжение: нажимаем ПКМ на Solution и выби-

раем Insert→Stress→Equivalent (vonMises).

10.3.Запас прочности: нажимаем ПКМ на Solution и выбираем

Insert→Stress Tool→MaxEquivalent Stress.

Таким способом можно выбрать и другие необходимые для расчета параметры, которые будут отображены в дереве Solution.

51

Содержание отчета

1.Титульный лист.

2.Цель работы.

3.Описание работы.

4.Этапы выполнения работы.

5.Рисунок распределения полного смещения.

6.Рисунок распределения эквивалентных напряжений.

7.Рисунок распределения запаса прочности.

8. Вывод.

Контрольные вопросы

1.Какие конечно-элементные пакеты вам известны?

2.Какие методы анализа реализованы в среде ANSYS?

3.Как вы понимаете статический конструкционный и динамический конструкционный анализ?

4.Какие задачи позволяет решить статический конструкционный анализ?

5.Назовите основные этапы выполнения данной работы.

6.Назовите граничные условия, реализуемые в статическом проч-

ностном анализе? Поясните значение каждого из них.

7. Какие возможности реализованы для визуализации результатов расчета, сделанного в статическом конструкционном анализе?

54

Лабораторная работа № 5 ТЕПЛОВОЙ АНАЛИЗ ПОДШИПНИКОВОЙ ВТУЛКИ

Цель работы

Приобретение студентами навыков использования программного ин-

струмента ANSYS – Steady-State Thermal при проведении теплового ана-

лиза подшипниковой втулки.

Описание работы

Используя расчетный инструмент Steady-State Thermal, необходимо смоделировать нагрев подшипниковой втулки (рис. 1, 2, 3, 4) с известны-

ми (табл. 1): количество теплоты Q, подводимое из центра, естественная конвекция с окружающей средой по торцевым поверхностям Q1 (α1, Т1),

принудительное охлаждение на внешней поверхности Q2 (α2, Т2) и тепло-

проводность материала λ.

Рис. 1. Схема втулки № 1

55

Окончание табл. 1

Порядок выполнения лабораторной работы

1. В рабочем окне Workbench выбираем расчетный блок Steady-State

Thermal (рис. 5) двойным нажатием ЛКМ.

Рис. 5. Выбор расчетного инструмента Steady-State Thermal

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

нить следующие действия (рис. 6):

2.1.Вводим имя материала «Material 1» в свободную ячейку.

2.2.Из окна Toolbox добавляем коэффициент теплопроводности Isotropic Thermal Conductivity.

58

2.3.Задаем значение коэффициента под Value.

2.4.Закрываем раздел Enginering Data.

Рис. 6. Добавление материала

3. Далее переходим в раздел Geometry для загруз-

ки 3D-модели.

4. В открывшемся окне выбираем File→Import External Geometry File...

(рис. 7). После чего выбираем расчетную геометрию и нажимаем кнопку

Открыть. Для того чтобы в окне просмотра отобразилась модель втулки,

нажимаем кнопку Generate на панели инструментов (рис. 8). После этого окно Geometry можно закрыть или свернуть.

Рис. 7. Импортирование геометрии

59