МУ к выполнению ДЗ по КШО - Власов, Складчиков (1031222), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

1.2.2.3. после ввода последней пары координат нажать OK. Ниже приведён пример ввода координат ключевых точек для случая цилиндра по рис. 2.8, б:

80,0 Enter

150,0 Enter

150,50 Enter

120,50 Enter

110,130 Enter

110,310 Enter

0,310 Enter

0,250 Enter

80,250 Enter

1.2.2.4. если точек не видно на графическом экране, обновить информацию

в графическом окне U: Plot  Replot ;

1.2.2.5. для удаления неправильно построенных изображений воспользовать-

ся командой M: Preprocessor Modeling Delete … ;

1.2.2.6. сохранить данные командой T: Save_DB . Препроцессор ANSYS не

предусматривает отмены действий при вводе данных, поэтому при неправильном вводе приходится возвращаться к сохраненной базе данных. Кнопка Save_DB позволяет сохранить базу данных, Restore_DB – загрузить сохраненную базу данных. Все введенные данные будут храниться в файле с расширением db.

1.2.3. Построить линии, ограничивающие сечение гидроцилиндра:

1.2.3.1. последовательно выбрать следующие пункты меню:

M: Preprocessor Modeling Create Lines Lines Straight Line ;

1.2.3.2. указателем курсора и левой клавишей мыши выбираем точки,

определяющие начало и конец линии. Повторяем эту операцию для всех линий сечения. Нажать экранную кнопку OK.

1.2.4. Выполнить скругления:

1.2.4.1. последовательно выбрать следующие пункты меню:

M: Preprocessor  -Modeling Create Lines Line Filet ;

1.2.4.2. указателем курсора и левой клавишей мыши выбираем линии,

определяющие угол, подлежащий скруглению;

1.2.4.3. нажать экранную кнопку OK;

1.2.4.4. в поле RAD появившегося окна ввести необходимый радиус

скругления;

1.2.4.5. нажать экранную кнопку Apply;

1. повторить операцию скругления для других линий;

2. нажать экранную кнопку OK;

1. Создать область по граничным линиям:

1.2.5.1. последовательно выбрать следующие пункты меню:

M: Preprocessor Modeling Create Areas Arbitrary By Lines ;

1.2.5.2. указателем курсора и левой клавишей мыши последовательно

вы брать все линии, определяющие область поперечного сечения цилиндра.

1. нажать экранную кнопку OK; созданная область закрашивается

монотонным цветом;

1.2.5.7. для отображения всех построенных графических примитивов

(в том числе ключевых точек), воспользоваться командой

U: Plot  Multiplots .

1. Определить тип и свойства элементов.

1.3.1. последовательно выбрать следующие пункты меню:

M: Preprocessor Element type Add/Edit/Delete ;

1.3.2. нажать Add (добавить новый тип элемента);

1.3.3. выбрать Structural solid в библиотеке элементов (левое окно);

1.3.4. выбрать Quad 4 node 42 в правом окне;

1.3.5. нажать экранную кнопку OK;

1.3.6. нажать Options (свойства элемента);

1.3.7. выбрать для опции К3 значение Axisymmetric (осесимметричное

напряженное состояние);

1.3.8. нажать экранную кнопку OK;

1.3.9. нажать экранную кнопку Close;

1.3.10. сохранить данные командой T: Save_DB;

1. Задать свойства материала (линейный изотропный материал с постоянными свойствами).

1.4.1. Последовательно выбрать следующие пункты меню:

M: Preprocessor Material props Material Models ;

1.4.2. в появившемся окне последовательным открытием папок

Structural>Linear>Elastic выявить доступные линейно-упругие модели для анализа задач механики деформируемого твердого тела;

1.4.3. двойным щелчком выбираем изотропную Isotropic модель;

1.4.4. в открывшемся окне ввести 2E5 в поле ЕХ (модуль упругости в МПа);

1.4.5. ввести 0.3 в поле PRXY (коэффициент Пуассона);

1.4.6. нажать экранную кнопку OK ;

1. закрыть окна традиционным для Windows способом

2. сохранить данные командой T: Save_DB ;

3. сохранить созданную модель в отдельном файле (например, model.db) командой U: File  Save as .

1. Выполнить разбиение модели на конечные элементы. Все операции по разбиению на конечные элементы удобно производить с помощью специального окна MeshTool (в дальнейшем вызов этого окна будем обозначать M_T), вызываемого следующей последовательностью команд:

M: Preprocessor Meshing MeshTool .

1. Задать тип, свойства и параметры элементов, на которые будет разбит объект;

1.5.2. последовательно выбрать следующие пункты меню:

M_T: раздел Element Attributes ;

1.5.3. выбрать пункт Areas (области);

1.5.4. нажать экранную кнопку Set (установить);

1.5.5. нажать экранную кнопку Pick All (выбрать все);

1. нажать экранную кнопку OK ;

2. определить размеры элементов:

1.5.7.1. Мышью активизировать функцию SmartSize (используем автоматическое разбиение);

1. с помощью горизонтального лифта установить значение 4 или 5 (1 – для мелкой сетки, 10 – для грубой сетки). Лучше выбирать более мелкую сетку, однако, в данном случае мы ограничены возможностями учебной версии программы.

1. выбрать форму элементов, метод разбиения и выполнить разбиение объекта:

1.5.8.1. последовательно выбрать следующие пункты меню:

M_T: раздел Mesh ;

1.5.8.2. выбрать пункт Areas ;

1.5.8.3. в разделе Shape (форма) выбрать пункты: Quad (прямоугольные

элементы), Free (нерегулярная сетка);

1.5.8.4. нажать кнопку Mesh ;

1.5.8.5. нажать кнопку Pick All .

Дополнительного измельчения сетки вблизи концентраторов напряжений можно добиться, используя раздел Refine окна Mesh Tool с последующим выбором линий галтельных переходов. Однако следует предварительно сохранить базу данных, поскольку измельчение сетки может привести к превышению ограничений на количество элементов для учебной версии.

1. Задать граничные условия.

1.6.1. Задать граничные перемещения:

1.6.1.1. Последовательно выбрать следующие пункты меню:

M: Preprocessor Loads +Define LoadsApply Structural 

+Displacement On Lines ;

1.6.1.2. выбрать опорную поверхность фланца;

1.6.1.3. нажать экранную кнопку OK ;

1.6.1.4. в поле Lab2 DOFs to be constrained выбрать UY ;

1.6.1.5. в поле VALUE задать 0 ;

1.6.1.6. нажать экранную кнопку OK .

1. Задать внешние нагрузки:

1.6.2.1. Последовательно выбрать следующие пункты меню:

M: Preprocessor Loads +Define LoadsApply Structural+

Pressure On Lines ;

1.6.2.2. выбрать линии сечения, по которым действует давление (внутренняя часть цилиндра);

1.6.2.3. нажать экранную кнопку OK ;

1.6.2.4. в поле VALUE Load PRES value задать величину внутреннего

давления в МПА ;

1.6.2.5. нажать экранную кнопку OK .

1. Определить параметры расчёта и выполнить расчёт.

1. Определить тип анализа и опций анализа.

2.1.1. Последовательно выбрать следующие пункты меню:

M: Solution Analysis Type Sol’n Controls ;

2.1.2. На вкладке Basic в группе Write Items to Result File отметить пункт

All Solution Items ;

2.1.3. Нажать экранную кнопку OK .

1. Выполнить расчёт упругих деформаций гидроцилиндра

2.2.1. Последовательно выбрать следующие пункты меню:

M: Solution Solve Current LS ;

2.2.2. нажать экранную кнопку OK ;

2.2.3. нажать кнопку Close в информационном окне с надписью Solution is

done! (расчет окончен).

1. Рассмотреть результаты расчёта.

   1. Вызвать главный постпроцессор и загрузить результаты расчёта, последовательно выбрав следующие пункты меню:

M: General Postproc Read Results Last Set .

1. Определить максимальные эквивалентные напряжения:

3.2.1. Последовательно выбрать следующие пункты меню:

M: General Postproc Plot Results Contour Plot Nodal Solu ;

3.2.2. выбрать пункт Stress (напряжения);

3.2.3. выбрать пункт von Mises stress (в дальнейшем они обозначаются

SEQV);

3.2.4. нажать экранную кнопку OK ;

1. отобразить радиальные (X-component of stress или SX), осевые (SY) и тангенциальные (SZ) напряжения;

2. сравнить результаты численного и аналитического решений и сделать выводы.

1. Выйти из программы.

   1. Выбрать пункт меню T: Quit .

   2. Выбрать пункт save Everything .

   3. Нажать экранную кнопку OK .

2.5. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ ПО РАСЧЁТУ ЦИЛИНДРА ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРЕССА

В соответствии с заданным вариантом (табл. 5,6) выполнить домашнее задание в такой последовательности:

1. записать условия задания: номинальную силу пресса Р_н, ход плунжера S,

коэффициенты α, b. Ход плунжера определяется по ГОСТ 7284-88;

2. выбрать стандартное давление рабочей жидкости р и допускаемое напряжение для материала цилиндра [σ]. Для реализации преимуществ рационального давления необходимо, чтобы значение соотношения =0,20…0,25. Рекомендуемые стандартные значения давления приведены в табл. 3. Следует применять наибольшие рекомендуемые значения [σ]. Указать выбранный материал для цилиндра и его предел текучести σ_т;

3. определить размеры плунжера и цилиндра: r_п, r₁ и r₂ и D_н, используя формулы (44), (45) и (46). Полученные в результате расчета линейные размеры цилиндра округлить до целых чисел в мм в сторону увеличения;

4. определить напряжения: σ_t, σ_z, σ_r и σ_экв на внутренней поверхности цилиндра в зоне Ламе по формулам (39) и (40);

1. определив значение р_опт по формуле (48) и значение отношения D_н/D_н.опт по формуле (49), дать оценку выбора рационального давления вместо оптимального;

2. с помощью ГОСТ 22704-77 определить радиус расточки под уплотнение; определить радиус галтели фланца r_ф; задаться значениями наружного радиуса цилиндра в зоне уплотнения , контактного напряжения σ_к. Рассчитать значение наружного радиуса фланца r₃ по формуле (57);

3. рассчитать напряжения σ_t , σ_z и σ_экв. в галтели А фланца по формулам (52), (53), (54) при нескольких значениях относительной высоты фланца . Сравнить эквивалентные напряжения σ_экв с допускаемым напряжением [σ] и с пределом текучести материала цилиндра σ_т, определить высоту фланца h_ф. В тексте выполненного домашнего задания привести вычисленные значения параметров: расчетные формулы, коэффициенты: m, q, A₁, A₂, B₁, B₂, β;

4. рассчитать напряжения в галтели В днища цилиндра по формулам (58) – (61) при выбранных значениях коэффициента (например, при =1,5; 2,0; 2,5) Сравнить эквивалентное напряжение σ_экв в галтели В с допускаемым напряжением [σ] и с пределом текучести материала цилиндра σ_т, сделать выводы. Окончательно принять значение коэффициента и значение толщины днища .

5. В среде ANSYS ED 9.0 выполнить расчёт напряжений в теле цилиндра. Определить радиальные напряжения на внутренней и внешней поверхности цилиндра в сечении, максимально удаленном от различных концентраторов напряжений (зона Ламе), оценить точность соблюдения силовых граничных условий. Определить тангенциальные напряжения на внутренней и внешней поверхности цилиндра в сечении максимально удаленном от различных концентраторов напряжений (зона Ламе), оценить совпадение значений тангенциальных напряжений, полученных в результате расчёта и моделирования. Оценить коэффициент концентрации напряжений в галтели В по эквивалентным напряжениям. Сравнить эквивалентные напряжения в галтели В с напряжениями, полученными по формуле (61).

6. Начертить цилиндр (разрез) в сборе с плунжером, направляющей втулкой и гидравлическим уплотнением (схематично), с указанием следующих размеров: .

Характеристики

Список файлов книги