Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Современные методы прочностных расчетов элементов конструкции гидромашин. Учебное пособие
.pdf
– начальные условия для динамических исследований; примените начальное перемещение, скорость или ускорение (при времени
t = 0) к соединениям или сегментам балки.
В данном случае к верхнему узлу балки прикладывается сила,
приведенная в задании. Пример задания нагрузки показан на рис.
2.43. Обязательно следует контролировать направление придания
нагрузки в сторону сжатия конструкции.
После этого необходимо создать сетку, которая для балочной
конструкции имеет свои особенности. Каждый прямой элемент
конструкции определяется прямой линией, соединяющей два узла
Рис. 2.42. Зафиксированная геометрия конструкции
Рис. 2.43. Приложение нагрузки к конструкции
81
Рис. 2.44. Создание сетки конструкции
на его концах. Предполагается, что поперечное сечение балки является постоянным по всей ее длине. Внутри программа разбивает
на сетки каждую балку, создавая множество балочных элементов.
Каждый балочный элемент определяется двумя конечными узлами
и поперечным сечением. При просмотре сетки и результатов балки
могут быть представлены на фактической геометрии балки или
цилиндрами независимо от фактического поперечного сечения
(рис. 2.44).
2.4.4. Обработка и анализ результатов расчета
На основе результатов расчетов будут получены эпюры напряжений и перемещений (рис. 2.45 и 2.46). В них необходимо отобразить место с максимальными напряжениями и перемещениями.
Результаты расчетов следует занести в табл. 2.7.
82
Рис. 2.45. Напряжения в конструкции
Рис. 2.46. Перемещения в конструкции
Результаты расчета металлоконструкции на прочность
Таблица 2.7
Вариант
расчета
… … … … … …
На-
грузка,
Н
Количество
элементов
сетки, шт.
Максималь-
ные напря-
жения, МПа
Допустимые
напряже-
ния, МПа
Максимальные переме-
щения, мм
83
2.5. Лабораторная работа 4
Связь расчетов Flow Simulation и Simulation в SolidWorks
При обтекании сложных тел не всегда удается правильно определить передаваемые потоком нагрузки. Кроме того, поля нагрузок могут
иметь неравномерное распределение, которое не учитывает простой
статический расчет на прочность.
Таблица 2.8
Варианты скорости набегающего
потока
№
п/п
1 1 3,0
2 2 3,5
3 3 4,0
4 4 4,5
5 5 5,0
6 6 5,5
7 7 6,0
8 8 6,5
9 9 7,0
10 10 7,5
11 11 8,0
12 12 8,5
13 13 9,0
14 14 9,5
15 15 10,0
16 16 10,5
17 17 11,0
18 18 11,5
19 19 12,0
20 20 12,5
Номер
варианта
Скорость,
м/с
Значения давления, вычисленные в выполненных ранее исследованиях Flow Simulation, можно
включить в исследование потери
устойчивости, статическое, частотное или нелинейное исследование Simulation. Исследования SolidWorks Flow Simulation
должны выполняться для твердых
тел или тел из листового металла. Для надлежащего получения
нагрузок температур и давления
из Flow Simulation активное исследование и исследование Flow
Simulation должны быть связаны
с единой конфигурацией.
В данной лабораторной работе
необходимо смоделировать обтекание потоком воды листового
элемента, передать полученные
нагрузки для расчета на прочность и провести анализ.
2.5.1. Исходные данные
На рис. 2.47 представлена
гео метрия обтекаемой пластины
толщиной 5 мм. Также для корректного расчета обтекания необходимо смоделировать основание, на котором стоит пластина.
84
Позиция Обозначение Описание Количество
1 Основание 1
2 Лист 1
Рис. 2.47. Исходная геометрия
Материал металлоконструкции – простая углеродистая сталь из
библиотеки материалов SW.
На основе данных, изображенных на рис. 2.47, необходимо создать два отдельных элемента – «Лист» и «Основание», а затем
построить с ними сборку, разместив «Лист» относительно «Основания» по размерам, указанным на чертеже.
Для расчета обтекания также необходимо знать скорость набегающего потока. Эти значения указаны в табл. 2.8 для каждого студента.
2.5.2. Проведение расчета
Для начала необходимо провести расчет обтекания листа на
установленном основании. Для этого активируем вкладку Flow
Simulation в добавлениях SW. В мастере проекта задаем следующие
показатели: тип задачи– внешняя (рис. 2.48), текучая среда – вода,
условия на стенках– шероховатость 64 мкм, начальные и внешние
условия – скорость потока вдоль оси, перпендикулярной листу из
табл. 2.8 согласно варианту студента (рис. 2.49).
85
86
Рис. 2.48. Тип задачи расчета обтекания
Рис. 2.49. Условия потока обтекания
По основанию выстраиваем границы расчетной области для
экономии ресурсов (рис. 2.50). В граничных условиях задаем реальную стенку обтекания всех поверхностей сборки (рис. 2.51). Вцелях
сходимости задаем «Полное давление», «Скорость» и «Силу». Сетку
можно оставить по умолчанию, так как результат расчета – неглавная цель данной лабораторной работы.
После этого проводим расчет обтекания сборки. Результаты расчета
следует проанализировать на их физичность, но это необязательно.
Рис. 2.50. Корректировка границ расчетной области
Рис. 2.51. Граничные условия расчета
87
Рис. 2.52. Результат расчета обтекания потока
Рис. 2.53. Экспорт результатов расчета Flow Simulation
Можно построить картины давлений и скоростей (рис. 2.52) и оценить
правильность поведения потока.
Для использования результатов расчета Flow Simulation в Simulation
необходимо их экспортировать. Для этого в меню «Инструменты»
выбираем пункт «Экспорт результатов в Simulation» (рис. 2.53).
Далее необходимо создать новое статическое исследование SW
Simulation. В деталях анализа отключаем «Основание» из расчета
88
(рис. 2.54), поскольку оно не является
интересующим нас элементом. Для нас
важны только нагрузки, возникающие
на поверхностях «Листа».
Зафиксированной геометрией задаем плоскость примыкания «Листа»
к «Основанию» (рис. 2.55). Фиксируем
исследуемый элемент к основанию, при
этом значительно упрощая расчет.
Нагрузки импортируем из Flow
Simulation. Для этого при выборе нагрузки выбираем пункт «Воздействия
потока» (рис. 2.56). В появившемся окне
выбираем файл результатов, который
будем импортировать (рис. 2.57).
После этого проводим расчет. Сетку
в первом приближении можно оставить
по умолчанию.
Рис. 2.54. Исключение
«Основания»
из прочностного анализа
Рис. 2.55. Зафиксированная геометрия
89
90
Рис. 2.56. Выбор нагрузки
набегающего потока
Рис. 2.57. Выбор результатов анализа
Flow Simulation
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]