fermaprimerlr3 (1013976)
Текст из файла
5
Московский авиационный институт
(государственный технический университет)
«МАИ»
Отчёт по лабораторной работе №3
САПР «ФЕРМА»
Выполнил студент группы 06-421:
Мясоутов Роман Игоревич
Руководитель:
Столярчук Владимир Александрович
Москва 2009 г.
Задание 21
Точку приложения силы РI сместить вертикально
вниз на границу области. РI = 10000н, РII = 20000н, PIII = 30000н. Материал – алюминий.
Итоговая схема задания
Табл.1. Расчет напряженно-деформированного состояния пластины
|
| Картина разбиения пластины на конечные элементы. Силовой вес пластины равен 1,485∙107 Н∙см, что немного больше силового веса ТОК (1.40436∙107 Н∙см).
|
Анализ значений напряжений:
-
Максимальное значение всех напряжений достигается в третьем расчетном случае.
-
Напряжение σх второго расчетного случая достаточно маленькое (примерно в 12 – 13 раз меньше максимального напряжения), чтобы принимать его во внимание. В дальнейшем напряжения, меньшие 200Н/см2 считаем незначительные и не принимаем во внимание.
-
Напряжение σх первого расчетного случая по абсолютной величине тоже небольшое, но отрицательное (сжимающее) напряжение опаснее, чем растягивающее. Поэтому необходим пересчет отрицательного напряжения (-117Н/см2) в положительное (для эквивалентного сравнения) на основе соотношения между значениями сжимающего и растягивающего допускаемого напряжения, которое мы использовали при расчете ферм при λ = 50:
|-117| х 
= 173Н/см2.
Это число также небольшое по сравнению с максимальными и меньше 200Н/см2, которое считаем границей значений напряжений, принимаемых во внимание при построении силовых линий. Исходя из вышеизложенного, силовые линии и по напряжение σх для первого расчетного случая строить не будем.
Картина результата оптимизации пластины по толщине с силовыми линиями.
Анализируя полученные значения толщин конечных элементов, на которые разделена наша пластина, можно сделать вывод, что наибольшие нагрузки приходятся на правый верхний угол расчетной области, а, следовательно, что в этом части области будут находиться стержни с наибольшей площадью поперечного сечения.
Табл.2. Результаты построения силовых линий.
Примечание: силовые линии по напряжениям σy для второго случая не строили по причине крайней неинформативности картины напряженного состояния.
| Расчетный случай | σэкв | σх | σу | τху |
| Случай 1 |
|
|
|
|
| Случай 2 |
|
|
|
|
| Случай 3 |
|
|
|
|
Табл.3. Картина совмещения всех силовых линий и их сведения
| Картина силовыйх линий | σэкв | σх | σу | τху | All | Параметры сведения |
| до сведения |
|
|
|
|
|
|
| После сведения |
|
|
|
|
|
Указанные значения коэффицентов сходимости и их порядок (координатный, угловой, узловой) были выбраны из-за того, что именно они дали наилучший результат, и сохранили достаточное количество информации без чрезмерного взаимного поглощения силовых линий.
Табл.4. Картины разработанных перспективных силовых схем
Табл.5. Ход оптимизационного процесса
| Исходная схема после парам. оптимизации | 1-ая совместная оптимизация | Новая схема после парам. оптимизац. | 2-ая совместная оптимизация | Окончательный результат | Комментарии | ||||||||||||
| Имя файла | Схема | m | Имя файла | Схема | m | Результат и действия | Имя файла | Схема | m | Имя файла | Схема | m | Результат и действия | Имя файла | Схема | m | |
| f3_optS.frm |
| 3.694 | f3_optS_optB.frm |
| 2.997 | Сместились узлы 6,7,8 и 9. | f3_optS_optB_optS.frm |
| 3,003 | На промежуточных этапах оптимизации схемы изменялись не сильно, поэтому я их опустил. | f3_optS_optB_optS_optB_optS_optB_optS_optB_optS.frm |
| 2,990 | Итоговая схема легче исходной на 19%. Это самая легкая конструкция | |||
| f4_optS.frm |
| 3,361 | f4_optS_optB.frm |
| 3,017 | Сместились узлы 6,7,8 и 9, удаляем 13 стержень. | f41_optS.frm |
| 3,012 | f41_optS_optB_optS.frm |
| 3,011 | Итоговая схема легче исходной на 10%. | ||||
| f7_optS.frm |
| 3,206 | f7_optS_optB.frm |
| 3,029 | Сместились узлы 6,7 и8. | f7_optS_optB_optS.frm |
| 3,017 | f7_optS_optB_optS_optB_optS_optB_optS.frm |
| 3,004 | Итоговая схема легче исходной на 6%. Это самая простая конструкция | ||||
Табл.6. Результат оптимизации силовых схем
| Имя файла | Масса, кг | Объем, см3 | Схема фермы: | Результаты расчета на прочность: |
| f3_optS_optB_optS_optB_optS_optB_optS_optB_optS.frm | 2,990 | 1,068∙103 | | |
| Это самая легкая ферменная конструкция, полученная в результате выполнения текущей лабораторной работы. Самая легкая, но не самая простая конструкция. Максимальные перемещения узлов (1,64%), только для одного стержня превышают ограничения, при которых проводится достоверный расчет (на 0.44%), что позволяет надеяться на правильность полученных результатов расчета | ||||
| Имя файла | Масса, кг | Объем, см3 | Схема фермы: | Результаты расчета на прочность: |
| f7_optS_optB_optS_optB_optS_optB_optS.frm | 3,004 | 1,073∙103 | | |
| Это вторая по массе ферменная конструкция, полученная в результате выполнения текущей лабораторной работы. Имеет самую простую конструкцию. Максимальные перемещения узлов (1,62%), только для одного стержня превышают ограничения, при которых проводится достоверный расчет (на 0.42%), что позволяет надеяться на правильность полученных результатов расчета | ||||
| Имя файла | Масса, кг | Объем, см3 | Схема фермы: | Результаты расчета на прочность: |
| f41_optS_optB_optS.frm | 3,011 | 1,075∙103 |
| |
| Это самая тяжелая ферменная конструкция, полученная в результате выполнения текущей лабораторной работы. . Максимальные перемещения узлов (1,59%), только для одного стержня незначительно превышают ограничения, при которых проводится достоверный расчет (на 0.39%), что позволяет надеяться на правильность полученных результатов расчета | ||||
Все три ферменные конструкции похожи друг на друга за исключением нескольких стержней в центральной нижней части области. В схемах f3 и f4 есть стержень площадь сечения которого порядка 10-2 см2, что на мой взгляд затруднит их производство. В схеме f7 такие стержни отсутствуют, что делает ее более подходящей для последующего производства.
Табл.7. Сравнение результатов лабораторных работ 1, 2 и 3
Конструкциилабораторной работы №1 | Конструкциилабораторной работы №2 | Конструкциилабораторной работы №3 | |||||||||
| Имя файла | Силовой вес | Масса | Схема | Имя файла | Силовой вес | Масса | Схема | Имя файла | Силовой вес | Масса | Схема |
| f7_optS.frm | 2,753∙107 | 3,149 |
| f7_optUZ_optS.frm | 2,777∙107 | 3,163 |
| f3_optS_optB_optS_optB_optS_optB_optS_optB_optS.frm | 2,643∙107 | 2,990 |
|
| f10_optS.frm | 2,778∙107 | 3,153 |
| f4_optUZ_optS.frm | 2,794∙107 | 3,198 |
| f7_optS_optB_optS_optB_optS_optB_optS.frm | 2,654∙107 | 3,004 |
|
| f4_optS.frm | 2,760∙107 | 3,187 |
| f121_optUZ_optS.frm | 2,944∙107 | 3,322 |
| f41_optS_optB_optS.frm | 2,658∙107 | 3,011 |
|
При подходе, использованном в данной лабораторной работе, получены конструкции значительно легче, чем конструкции, разработанные в предыдущих лабораторных работах. Выполнение данной лабораторной работы занимает гораздо больше времени, чем предыдущие две, но она наглядней. При этом к процессу построения силовых линий надо подходить очень аккуратно и обдуманно, так как от этого в большей степени зависит результат ЛР. И при грамотном построение силовых линий и использование алгоритмов сведения можно получить достаточно хорошие конструкции.
Перечень недостатков, ошибок системы и предложения по их устранению:
-
При переходе от построения силовых линий к расчету или к просмотру всех силовых линий для данного вида напряжения силовые линии отображаются некорректно.
-
При отмене совместной оптимизации программа все равно выдает сообщение, что оптимизация закончена, и предлагает вывести результаты.
-
Если одновременно открыть уже просчитанную пластину с нарисованными силовыми линиями и ферменную конструкцию то куда пропадают все силовые линии.
-
Почему-то не заработала функция автоотчета.
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
