Восстановление крестовины методом хромирования с расчетом прочности в ANSYS

Лаб 4.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ и НАУКИ РФ
Елабужский филиал ГОУ ВПО Казанского государственного технического
университета им А.Н. Туполева
Лабораторная работа по дисциплине:
Прикладные компьютерные программы
Смирнов Алексей Олегович
Елабуга 2013-2014 у.г.
Создать файл АНСИ для расчета прочности своего изделия.
Глава 1. Что такое ANSYS. ANSYS- универсальная программная система
конечно-элементного (МКЭ)анализа существующая и развивающаяся на
протяжении последних 30 лет является довольно популярной у специалистов в
сфере автоматизированных инженерных расчётов. В качестве стратегического
партнёра фирма сотрудничает со многими компаниями помогая им провести
необходимые изменения. Предлагаемые фирмой ANSYS Inc. средства численного
моделирования и анализа совместимы с некоторыми другими пакетами работают
Глава 2. Расчет прочности. В этой главе рассказывается о необходимых
параметрах для расчета выборе из библиотеки тип элемента задание
количественных характеристик элемента создание геометрической модели.
Аналитические методы оценки отклика конструкций на внешние воздействия
различной физической природы без натурного моделирования возникли довольно
давно. Появление и развитие вычислительной техники дало новый толчок
совершенствованию численных методов анализа которые являются сегодня
основным инструментом расчетчика. Средства автоматизации инженерного
анализа основанные на численных методах стали неотъемлемой частью
процесса проектирования изделия. Для успешного применения каждый расчетный
пакет должен соответствовать двум требованиям:
·Воплощать самые эффективные численные алгоритмы;
·Предоставлять пользователю развитый набор сервисных функций по
подготовке исходных данных и обработке результатов расчета.
В зависимости от степени соответствия данным критериям все программные
средства автоматизации подразделяются на легкие средние и тяжелые. Степень
“тяжести” в данном случае является показателем мощности и эффективности.
Рассмотрим возможности “тяжелых т.е. наиболее мощных расчетных комплексов.
Ansys уже более 25 лет входит в число лидирующих тяжелых конечно-
элементных расчетных комплексов. Начинавшийся как система для внутреннего
использования фирмы Westinghouse Electric Ansys проник из своей
“материнской” области ядерной энергетики во все области промышленности
завоевав доверие многих тысяч пользователей по всему миру.
ANSYS- универсальная программная система конечно-элементного
(МКЭ)анализа существующая и развивающаяся на протяжении последних 30 лет
является довольно популярной у специалистов в сфере автоматизированных
инженерных расчётов (CAE Computer-Aided Engineering) и КЭ решения линейных
и нелинейных стационарных и нестационарных пространственных задач механики
деформируемого твёрдого тела и механики конструкций (включая нестационарные
геометрически и физически нелинейные задачи контактного взаимодействия
элементов конструкций) задач механики жидкости и газа теплопередачи и
теплообмена электродинамики акустики а также механики связанных полей.
Моделирование и анализ в некоторых областях промышленности позволяет
избежать дорогостоящих и длительных циклов разработки типа
«проектирование— изготовление— испытания». Система работает на основе
геометрического ядраParasolid[1].
Программная система КЭ анализаANSYSразрабатывается американской
компаниейANSYS Inc.. Компания также выпустила другие системы КЭ
моделирования в том числе Des
предназначенные для использования в более специфических отраслях
В качестве стратегического партнёра фирма сотрудничает со многими
компаниями помогая им провести необходимые изменения. Предлагаемые фирмой
ANSYS Inc. средства численного моделирования и анализа совместимы с
некоторыми другими пакетами работают на различных ОС. Программная система
ANSYS сопрягается с известными CAD-системамиUnigraphicsCATIA
ProENGINEER SolidEdge SolidWorks Autodesk Inventorи некоторыми
Программная система ANSYS является довольно известнойCAE-системой
которая используется на таких известных предприятиях
какABBBMWBoeingCaterpillarDaimler-
ChryslerExxonFIATFordБелАЗGeneral ElectricLockheed Martin
MeyerWerftMitsubishiSiemensAlfa LavalShellVolkswagen-Audiи др.
а также применяется на многих ведущих предприятиях промышленности РФ
примерГУПНИИМосстройит.д.
UtilityMenu>Parameters>ScalarParameters затем вводим необходимые
для расчета параметры и нажимаем кнопкуAccept.
Необходимые параметры для расчета
гдеAOB– площадь поперечного сеченияAOB=A1*
IZZ1– момент инерции поперечного сеченияIZZ1=(A1**4)12;
M– момент приложенный к балке рамыM=P*
P1– сила приложенная к балкеP1=2*Р.
Выбор из библиотеки тип элемента:
Main Menu> Preprocessor> Element Type> AddEditDelete> Add>
BEAM(балка)> 2DELASTIC 3 >ОК.
Задание количественных характеристик элемента:
Main Menu> Preprocessor> Real Constants> Add>
OKзадаемхарактеристикиэлемента(рисунок4)затемOK> Close.
Количественные характеристики элемента
Main Menu> Preprocessor> Material Props> Material Models> Structural>
Linear> Elastic> Isotropic>задаемсвойства материала > ОК.
Создание геометрической модели.
MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>InActiveCSзадае
м координаты точек >ОК.
Построение линий по двум точкам:
Main Menu> Preprocessor> Modeling > Create> Lines> Lines> Straight
lineВыбираемточки> Apply.
Main Menu> Preprocessor> Modeling> Operate> Booleans> Glue> Lines>
2.5 Генерация конечно-элементной сетки
Задание величины элементов:
Main Menu> Preprocessor> Meshing> Size Cntrls> Manual Size> Global>
Size>задаемвеличинуэлементов(Рисунок6)> OK.
Рисунок 6– Величина конечных элементов
Разбивание балки на конечные элементы:
Main Menu> Preprocessor> Meshing> Mesh> Lines> Pick All.
Main Menu> Preprocessor> Loads> Define Loads> Apply> Structural>
Displacement> On Keypointsуказываемточкукоторуюнеобходимозакрепить>
OK>выбираемвкакойплоскостинеобходимозакрепитьточку> OK.
Приложение усилий и моментов.
Приложение усилия в точке:
MainMenu>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Force
Moment>OnKeypoints> указываем точку в которой необходимо приложить
усилие> ОК> выбираем в какой плоскости действует сила и задаем ее значение
Приложение момента в точке:
MainMenu>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>ForceMomen
t>OnKeypoints> указываем точку в которой необходимо приложить момент> ОК>
выбираем в какой плоскости действует момент и задаем его значение (Рисунок
Main Menu> Solution> Solve> Current LS> OK.
Utility Menu> File> Write DB log
file>выбираемместогдесохранитьлогфайлизадаемимялогфайла>ОК.
Лог файл расчета балки представлен в приложении А.
Вывод результатов вычисления.
Создание таблиц данных для сил и моментов в узлахIиJ:
MainMenu>GeneralPostproc>ElementTable>DefineTable> в
окнеlabвводим силу или момент и узел выбираемBysequencenum в
полеSMISC дописать цифру (Рисунок 9):XI– 1;XJ– 7;YI– 2;YJ– 8;MZI–
Таблица данных для сил и моментов представлена на рисунке 10.
Задание таблицы данных для сил и моментов.
Таблица данных для сил и моментов
Графический показ эпюры поперечных сил:
Main Menu> General Postproc> Plot Results> Contour Plot> Line Elem
Res>вокошкеLabI Elem table item at node IвводимYIвокошкеLabJ Elem
table item at node JвводимYJ>ОК.
Эпюра поперечных сил
Анализ полученных результатов:
Поперечные силы действующие на 1 вертикальный стержень равны 10000
Поперечные силы действующие на 2 вертикальный стержень равны
Графический показ эпюры нормальных сил:
Res>вокошкеLabI Elem table item at node IвводимХIвокошкеLabJ Elem
table item at node JвводимХJ>ОК.
Эпюра нормальных сил.
Нормальные силы действующие на горизонтальный стержень равны 100000
Графический показ эпюры изгибающих моментов:
Res>вокошкеLabI Elem table item at node IвводимMZIвокошкеLabJ Elem
table item at node JвводимMZJ>ОК.
Эпюра изгибающих моментов
Графический показ прогиба балки:
Main Menu> General Postproc> Plot Results> Contour Plot> Nodal Solu> DOF
Solution> Displacement vector sum>ОК.
Максимальный прогиб балки равен 4256 м.
Для расчета на прочность нужно приложить много усилий. Но применяя
систему ansys все это сделать достаточно легко. Поэтому для простоты работы
и удобства важно знать эту программу и уметь ею пользоваться.
элементных расчетных комплексов. ANSYS- универсальная программная система
сфере автоматизированных инженерных расчётов.
Использование систему ansys процесс значительно упрощается сокращает
время потраченное на обработку данных и силы для выполнения поставленных
задач. Без них использования работник терял бы огромное количество сил и
времени процесс работы был бы крайне утомительным и не производительным.
Система ansys предназначена для выполнения определенных пользовательских
задач и расчёта на непосредственное взаимодействие с пользователем.
D1.82.D1.83.D1.80.D0.B0
sovmestime-s-autocad
Гордеев А. В.Операционные системы: Учебник для вузов.— 2-е
изд.—СПб.:Питер 2007.— 416с.—ISBN 978-5-94723-632-3.
Сенкевич А.Ю. Чуриков А.А. Лабораторные работы. Система MathCAD в
инженерной практике.
Басов К. А.ANSYS и LMS Virtual Lab. Геометрическое
моделирование.—М.: ДМК Пресс 2006.— С.240.—ISBN 5-94074-301-3
Басов К. А.ANSYS для конструкторов.—М.: ДМК Пресс 2009.—
С.248.—ISBN 978-5-94074-462-7

Тех.Кат.dwg

Восстановление крестовины чертеж 851А.18.27.00.001РЧ
Наименование операции
Контролировать размер наружного диаметра шипов.n2. Контролировать допуск цилиндричности и перпендикулярность осей.n3. Контролировать шероховатость рабочих поверхностей.n4. Наружный диаметр изношен до размера 10 мм. Допуск перпендикулярности осей 005 мм. Допуск цилиндричности 002 мм. Шероховатость Ra16 мм.nВывод: восстановить изношенные размеры способом хромирования.n
Приспособление индикаторное с центрами и штативом для индикатора.
Индикатор часового типаnт. и. 001 ммnп. и. 0 25 мм.nштангенциркульnт. и. 01 мм.nп. и. 0 150 мм.nЭталон шероховатостиn√ √ √ √Ra16.n
Поверхности выделенные толстыми линиями шлифовать до размеров по операционному эскизу.
Станок кругло шлифовальный.
Центра. Индикаторное приспособление активного контроля.
Индикатор часового типаnт. и. 001 мм nп. и. 0 15 мм.nМикрометрnт. и. 001 ммп. и. 0 025 мм.nштангенциркульnт. и. 01 мм.nп. и. 0 150 мм.nЭталон шероховатостиn√Ra08.n
Нарастить поверхность пористым хромом до размеров указанных в операционных эскизах. Поверхности не подлежащие наращиванию защитить лаком.
Ванна гальваническая емкость для лака.
Подвески для деталей и растворимой пластины. Съемник кисть
Электролит.nРастворимая пластина (катод).n
Индикатор часового типаnт. и. 001 ммnп. и. 0 15 мм.nМикрометрnт. и. 001 ммnп. и. 0 025 мм.nштангенциркульnт. и. 01 мм.nп. и. 0 150 мм.nЭталон шероховатостиn√Ra08.n
Шлифовать поверхности до размеров указанных в операционных эскизах. Выдержать допуски цилиндричности и перпендикулярности осей. Обеспечить необходимые параметры шероховатости.
Индикатор часового типаnт. и. 001 мм nп. и. 0 15 мм.nМикрометрnт. и. 001 мм nп. и. 0 025 мм.nштангенциркульnт. и. 01 мм.nп. и. 0 150 мм.nЭталон шероховатостиn√Ra08.n
Контролировать размеры детали после обработки на соответствие операционному эскизу.