Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Современные методы прочностных расчетов элементов конструкции гидромашин. Учебное пособие
.pdf
будут одинаковыми поверхности заделки (рис. 2.29) и поверхности
приложения силы (рис. 2.30).
Для бездефектной геометрии создается конфигурация «По
умолчанию», участвующая в первом расчете. Далее на вкладке конфигураций необходимо создать еще две конфигурации:
«Свнешним дефектом» и «С внутренним дефектом». Для этого
Рис. 2.29. Зафиксированная геометрия
Рис. 2.30. Приложение силы на стержень
71
Рис. 2.31. Добавление конфигураций стержня
спомощью правой кнопки мыши
в конфигураторе добавляем соответствующие конфигурации
(рис. 2.31).
В эти конфигурации добавляются соответствующие вырезы
на рис. 2.28, вид А и В. Расчет
проводится для каждой конфигурации отдельно. Для создания
расчета необходимо активировать соответствующую конфигурацию вдереве конфигуратора
(рис. 2.32).
72
Рис. 2.32. Активация
конфигураций
Рис. 2.33. Создание сетки стержня
Для всех вариантов расчета необходимо создать сетку на основе
кривизны. Размер максимального элемента – 3 мм, минимального– 1 мм (рис. 2.33). Все остальные параметры сетки – по умолчанию.
73
2.3.3. Обработка и анализ результатов расчета
На основе результатов расчетов будут получены эпюры напряжений для трех вариантов расчета (рис. 2.34). В них необходимо
отобразить место с максимальными напряжениями. Результаты
расчетов необходимо занести в табл. 2.6.
Рис. 2.34. Напряжения в теле стержня
Таблица 2.6
Результаты расчета стержня на прочность
Вариант
расчета
Без дефекта … … … … …
Внешний
дефект
Внутренний
дефект
Сила
растя-
жения,
Н
… … … … …
… … … … …
Коли-
чество
элементов
сетки, шт.
Макси-
мальные
напряже-
ния, МПа
Допу-
стимые
напряжения,
МПа
Удлинение
стержня,
74
мм
2.4. Лабораторная работа 3
Расчет сварных конструкций из металлопроката
Производительность моделирования нагрузок в металлоконструкциях можно оптимизировать с помощью использования конструкции с балочными элементами. Балочные элементы подлежат
исследованиям потери устойчивости, статическим, частотным и
нелинейным исследованиям. Предполагается, что поперечное сечение балки является постоянным по всей ее длине. Внутренне
программа разбивает на сетки каждую балку, создавая множество
балочных элементов. Каждый балочный элемент определяется
двумя конечными узлами и поперечным сечением.
В работе необходимо провести прочностной расчет металлоконструкций из сортового проката в SolidWorks Simulation.
2.4.1. Исходные данные
Для проведения расчета необходимо построить элемент конструкции из балок (рис. 2.35). Данная конструкция может быть
элементом фермы строительной конструкции или самостоятельным
конструктивным приспособлением. Нагрузки на данную конструкцию представлены в табл. 2.7 в зависимости от варианта.
А-А (1:2)
А
А
Рис. 2.35. Исходная геометрия исследуемой конструкции
75
Варианты нагрузок на конструкцию
№ п/п Номер варианта Нагрузка, Н
1 1 20 000
2 2 22 000
3 3 24 000
4 4 26 000
5 5 28 000
6 6 30 000
7 7 32 000
8 8 34 000
9 9 36 000
10 10 38 000
11 11 40 000
12 12 41 000
13 13 42 000
14 14 43 000
15 15 44 000
16 16 45 000
17 17 46 000
18 18 47 000
19 19 48 000
20 20 49 000
Таблица 2.7
Номер варианта – порядковый номер студента группы в алфавитном порядке. На основе применения исходных данных необходимо построить твердотельную модель.
Материал металлопроката – простая углеродистая сталь из библиотеки материалов SW.
2.4.2. Порядок построения конструкции
Для построения конструкции необходимо создать эскиз с нанесенной геометрией из рис. 2.35. Для этого на плоскости изображаются
линии – будущие балки, задаются геометрические связи – размеры
(рис. 2.36).
76
Рис. 2.36. Эскиз балочной конструкции
При использовании инструмента «Вставка»/«Сварные детали»/«Конструкция» (рис. 2.37) на экране монитора появится
окно ввода основных данных для будущих элементов, где необходимо выбрать стандарт, профиль и типоразмер сортового
проката (рис. 2.38).
Рис. 2.37. Создание сварной конструкции
77
78
Рис. 2.38. Выбор сортового проката
Рис. 2.39. Первая группа объединенных швеллеров
Рис. 2.40. Вторая группа объединенных швеллеров
Рис. 2.41. Результат построения конструкции
Далее необходимо выбрать две группы линий предварительно
построенного эскиза. Первая группа линий – это нижний контур,
вторая – контур треугольника. Профиль швеллера должен быть
79
повернут внутрь конструкции, запиловка углов – 45°. Пример
задания групп и их параметров приведен на рис. 2.39 и 2.40.
В узлах стыковки программа высвечивает розовым цветом
соединения, в которых пересекаются несколько элементов конструкции. Соединения определены на свободных концах элементов конструкции и на пересечении двух или более элементов
конструкции. Инструмент PropertyManager «Редактировать соединение» помогает правильно определить соединения. Программа
создает узел в центре поперечного сечения каждого элемента
соединения. Вследствие отсечения и использования различных
поперечных сечений для различных элементов узлы элементов,
связанных с соединением, могут не совпадать. Программа создает
специальные элементы около соединения для моделирования
жесткого соединения, основанного на геометрических и физических свойствах.
На основе результатов построения формируется сварная конструкция из сортового проката (рис. 2.41).
2.4.3. Проведение расчета
Для расчета необходимо задать зафиксированные узлы конструкции. Этими узлами являются места стыковки нижней балки.
Пример задания зафиксированной геометрии балочной конструкции представлен на рис. 2.42. Используем неподвижный тип геометрии, так как при ограниченном вращении на неподвижных
кромках уклон отклоненной формы не равен нулю (балка может
поворачиваться).
Из нагрузок к балкам можно приложить:
– сосредоточенные силы и моменты на соединения и узлы; для
динамических исследований можно применить нагрузку, зависящую от времени или частоты;
– распределенные нагрузки вдоль всей длины балки;
– гравитационные нагрузки; программа вычисляет гравитационные силы на основе заданных ускорения и плотности;
– равномерное или выбранное возбуждение основания для
динамических исследований;
80
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]