Курсовая работа: Оптимизация параметров пружины

Содержание
ГЛАВА 1. Введение​4
ГЛАВА 2. Подготовка единичного расчёта​7
2.1 Создание геометрии, наложение граничных условий и настройка сетки​7
2.2 Результаты расчёта при исходных параметрах​15
ГЛАВА 3. Оптимизация пружины​15
3.1 Настройка оптимизации​15
3.2 Оптимизация без изменения толщины​16
3.3 Оптимизация с изменением толщины​18
3.4 Динамический расчёт​21
Выводы​24
Приложение​25

ГЛАВА 1. Введение
Объектом оптимизации в работе выступает квадратная пружина постоянной толщины S с прорезями.
Рисунок 1.1– Эскиз пластины
Рисунок 1.2–Эскиз четверти пластины с размерами
Пластина выполняет роль пружины для управления клапаном двигателя в следующем цикле:
1. При включении электромагнита клапан открывается, а пружина прогибается;
2. При выключении электромагнита клапан закрывается под действием силы упругости пружины.
Рисунок 1.3– Схема цикла работы пружины
Материал пружины обладает следующими свойствами:
1. Модуль Юнга E 150e3Мпа;
2. Коэффициент Пуассона ν 0.3;
3. Допускаемое напряжение (максимальное напряжение при начальных параметрах)
Граничные условия:
1. Заделка по внешнему контуру;
2. Осевое перемещение 1 мм на линии r;
Применяются конечные элементы:
1. Shell281;
2. Solid186.
Результатами одного расчёта являются:
1. Максимальное напряжение Мизеса;
2. Сила реакции на линии r.
Требуется создать параметрическую модель, сформированную макросом на APDL.
Параметрами выступают геометрические размеры, включая толщину пластины. Варьируются параметры прорезей и толщина. Внешний габарит и размеры центральной части не меняются, так как являются присоединительными размерами.
Цель оптимизации – получение заданной жесткости пружины (сила реакции на линии r на заданном перемещении) с одновременным снижением максимальных напряжений.