Басов К.А. - ANSYS в примерах и задачах (1050607), страница 26
Текст из файла (страница 26)
В данном случае сумма реакций составляет 2,66 к 10' Н. Значение максимального напряжения о в зоне контакта составляет 1,01к10и Н. В то же время максимальное расчетное контактное напряжение по Герцу составляет 0,998 к!0" Н. Разница составляет 0,3%. При необходимости пользователь может изменить сетку КЭ и самостоятельно провести новый расчет. Контакт двух тел цилиндрической формы, имеющих перекрещивающиеся оси В данном разделе будет решаться объемная задача. Для построения расчетной модели используется твердотельная модель, которую можно построить средствами АпгоСА)Э.
Модель показана на рис. 11.28. Для простоты приложения контактных элементов каждое цилиндрическое тело разделено на 2 части, в результате чего контактная зона распространяется на часть цилиндрической гговерхности, а не на всю гговерхность. Торцы цилиндров параллельны плоскостям ХУ, У2 и ХХ системы координат. Это облегчает приложение закреплений к будущей расчетной модели. Оси цилиндров параллельны осям Хи г'. Сжатие цилиндров для создания контакта производится вдоль оси 2.
Между поверхностями цилиндров оставлен зазор, предназначенный для разделения то- тражением объема № 1 относительно Х,1„„0,0. чек, линий, узлов и элементов, посколь- ку при передаче геометрической инфор- мации через формат АС18 (файл с рас- ширением *.заг) часть точек, линий и поверхностей будет удалена при сжатии геометрически совпадающих объектов. Для построения данной расчетной модели достаточно использования сле- дующих команд Ап1оСА(3: исз (для пе- рехода в новую систему координат), су1пн1ег (для построения твердотельных объектов — цилиндров), в1!се (для рас- сечения цилиндров), зп)з(гас1 и !п1егзес1 (булевы операции над твердотельными объектами), сору и пюче (копирование и перенос объектов).
Далее модель передается в препро- цессор МКЭ прн помощи файла в стан- дарте АС1К Переданная модель (объ- емы) показана на рис. 11.29. Аналогичную модель можно постро- ить также средствами препроцессора А)к) ай Для этого требуется: 1. Создать 2 точки с координатами (0,0,0) н (0.06,0,0), например, командами: К„„, К„.Об„„ 2. Построить прямую линию между двумя этими точками ЬЯТК,1,2.
3. Перенести построенную линию на 0,04 (метра) по оси г' командой ЕОКХ,2,1„„.04„,0. 4. Копировать точку № 3 по оси г' на 0,1 командой КОЕ)К(,2,3„„ .01„,0. 5. Попостроеннымточкам№ 3 и№ 5 построить линию (№ 3) командой ЕЯТК,З,5. 6. Движением линии № 2 по линии № 3 создать поверхность командой: А1)КАП,2„„„3. 7. Вращением поверхности № 1 вокруг линии, соединяющей точки № 1 и № 2, создать объем командой 5гКОТАТ,1„„„1,2„90„ 8 Создать объем № 2 зеркальным о плоскости ХУ командой Уо"х'ММ, Рис.
11.28 твердотельная модель контактирующих цилиндров Рис. 11.29, Геометрическая модель в препроцессоре А(98'г'8 КА. Басов. ЛзчБУБ в примерах и задачах Глава 16 Контактная задача теории упругости 9. Перенести объем № 2 на — 0,06 вдоль оси Х и на 0,101 вдоль оси Е командой 5гОЕг(„2„,—.06 „.101„,1. 10. Перейти во встроенную цилиндрическую систему координат командой СЯЪ'Я,1.
1!. Повернуть объем № 2 вокруг оси 2 на — 90" командой 3гОЕ)ч(„2„„— 90„„1 12. Возвратиться в декартову систему координат командой СЯг'Я,О. 13. Построить вспомогательный цилиндр с основанием в точке (0,0,0), ради- усом 0,02 и высотой 0,1 командой Сто,О,О,.02„„.1. 14. Скопировать все 3 объема на 0,1 по оси Х командой УСЕ)5(,2,1,3,1,.1„„0. 15. Дополнительно скопировать оба цилиндра на свое же место (то есть на вектор (0,0,0)). 16.
Попарно пересечь исходные объемы с цилиндрами командами: Ч1(ч'У, 1,3 г'115Ж,2„7 17. Вычесть из объема № 4 вспомогательный цилиндр, а из объема № 5— другой цилиндр командой: 3гЯВ3г,4,6 3гЯВ3г,5,0 18. Два объема, из которых вычитались цилиндры, вернуть на исходное место (команда 3гОЕ1ч). 19. Сжать геометрически совпадаюн1ие объекты и их нумерацию командами )ч!зММКО,А1Л и „ЕОчч' 1~()МСМР,А1,1, Как представляется, приводить изображение полученной модели не требуется. Следующим шагом создания расчетной модели является построение сетки конечных элементов.
Для расчета обьемного напряженно-деформированного состояния рекомендуется применение объемных конечных элементов П порядка типа ЯОЕ1П95. Последовательность создания конечных элементов для объемных расчетных моделей уже описана в предыдущих главах. После этого требуется создать контактные конечные элементы. Создание таких элементов обеспечивается командами экранного меню Ргергосевяог -в Мойе1!пй— Сгеаге — в Соп!ас! Ра!г -4 Соп!ас! %1гагй...
После этого на экране появляется панель Айй Соп1ас! Ра1г, уже показанная на рис. 11.13. Рнс. 11.30. Сетка конечных элементов для контактной задачи 154 Вся последовательность действий при создании контактных конечных элементов аналогична описанному в предыдущем разделе, поэтому в особых комментариях и указаниях не нуждается. Вся разница заключается в том, что в качестве объектов, на которых создаются контактные конечные элементы, требуется указывать поверхности, а пе линии.
В результате сетка конечных элементов имеет такой вид, как на рис. 11.30. Закрепления прикладываются при помощи команд экранного меню Ргергосезвог -+ Еоайз -+ ),оайз — Арр1у -+ Ягпс!пга1 — ПЬ01асеп1еп! -в Оп Агеаз, В данном случае рекомендуется следующее: 1. Для поверхностей, лежащих в плоскости У2, запретить перемещение в направлении оси 2. 2.
Для поверхностей, лежащих в плоскости ХХ, запретить перемещение в направлении оси У. 3. Поверхность, лежащую в плоскости ХУ, закрепить в направлении оси 7. 4. Поверхность верхнего (относительно оси 2) тела, параллельнукг плоскости ХУ, перемещать в направлении оси Л вниз.
При выполнении расчета рекомендуется прикладывать нагрузки в два этапа: 1. Путем приложения предписанных перемещений создать начальный контакт двух тел. 2. При наличии гарантированного начального контакта приложить нагрузки, требующиеся пользователю. ЕОЕЛЬ Згзъпттси зтег=1 808 .—.1 тгме =-1 зеЯ8 1Ячэ) пик =.001515 змп =.228840; ЗМХ =.186ЕВ10 .228Е807 .208Е Есзз . 4.148+ОЧ .6208408 . 826Е 808 .10ЗЕЫ10 .1248410 . 1448 410 .1658ч10 .1 В68410 8.".'ЩЛ 0 Л (:Л Г '5. З с:) Ейгч) Рнс. 11.31 Напряжения в контактной зоне 155 КА.Басов.
АзУБУЯ в принврах и задачах )Зид этих объектов показан на рис. 12.1 157 Данная последовательность действий позволяет уменьшить число итераций, требуемых для расчета контактной задачи. Результаты расчета (напряжения в зоне контакта) показаны на рис. 11.31. На этом описание контактной задачи можно считать завершенным. Твердотельная геометрическая модель, рассматриваемая в данной главе, хотя и не является принципиально сложной и содержит ограниченное число параметрических элементов, тем не менее не может быть создана исключительно средствами АшоСАВ. Для ее построения необходимо воспользоваться средствами Ангес)ез)г МесЬап)са1 ВезИор. Создание модели можно разделить на несколько этапов: 1.
Создание плоских контуров сечений отдельных конструктивных элементов лопатки (замковой части, полки). 2. Создание линий сечения пера лопатки. 3. Создание поверхностей пера лопатки (если требуется). 4. Создание параметрических конструктивных элементов. 5. Добавление в модель галтелей и фасок (если требуется). Первые два пункта данного перечня можно осуществлять средствами Ап1оСАВ, остальные — исключительно средствами Ацгодез1 МесЬап(са1 Веакгор. Ниже описывается последовательность перечисленных действий. 12,1.
Построение геометрической модели лопатки Для построения модели используются плоские контуры будущей детали, создан- ные средствами Ап1оСАВ. К этим объектам относятся: 1. Замкнутая полилиния для формирования заготовки пера лопатки. 2. Плоские контуры сечений пера лозтатки (замкнутые полилинии или сплайны). -"'о, "„т, 3. Плоское сечение полки (замкнутая полилиния).
4. Ось вращения для форми- .М-',; -' рования полки (отрезок прямой). 5. Замюзутые полилинии для Л формирования замковой ~-., ) ~ ~~, ) . '() части лопатки (одна или более, в зависимости от конструкции и соотношения фрагментов лопатки). рис 12 1. Профили, предназначенные для формирования лопатки К и. Басов А11БУБ в примерах и задачах Рнс. 12.З. Заготовка для пера лопатки Рис. 12.4. Панель бой Зцг1асе ои поверхности должны иначе обрезка твердого ми выпацающего меню При вызове этой коман- ойках данной команды: 159 158 Дальнейшая последовательность описываемых действий не является единственно возможной, но позволяет в минимальные сроки получить адекватную тверлотсльную модель. Прежде всего строится заготовка пера лопатки. Данная заготовка изначально будет иметь рубленую форму, которая в>юследствии будет превращена в собственно перо.
Для этого следует перейти в систему координат, в которой лежит плоская замкнутая полилипия (создавать в ней новую гпоскость эскиза в данном случае не обязательно). Далее при помощи команды выпадающего меню Раг( -> Раг( — > (че>ч Раг( (команда аш>)1 ве>ч раг() создается новое параметрическое тело. При этом в командной строке появляется запрос: Яе1есг ап абуесг аг еигег пеп рагг пате <РАйр1>а (Укажите объект или введите новое имя объекта). Далее следуют сообщение СатриппК...
и указание Ыеи>рагг сгвагед. После этого в панели 1)езк(ор Вго>чзег появляется новый объект, пока без составных элементов. Далее при помощи команд экранного менк> Раг(-+ Я)се(сй бо!ч(вя — > Ргоб1е (команда аиргоЯе) создастся эскиз. При этом в командной строке появляется запрос: Бв(всг аЬ1вст 1аг вйе>сЬ: (в данном случае следует указать полилинию). Далее снова следует запрос: Яе1есг айуесгвуог вйегс)>:, после которого можно отказаться от дальнейшего выбора объектов. Затем следуют сообщения: Сатриг(пК...
и: Ха(гед ипдвг сапвтатвд вйетй геди(г(пд 3 >11тепвуапв аг сапвггатгв (обнаружены 3 размера или закрепления) и снова сообщение: Сатриг(пК... 11осле этого в панели 1)езк(ор Вго>чзег появляется новый объект (или элемент параметрического объекта) Ргау71в1. Далее из этого профиля при помощи команд выпадающего меню Рагг -> Р!асе>) Ееа(агеа — > Ех(гиде (команда авех1га>)е) создается заготовка пера лопатки. При этом па экране появляется панель Ехй. аз)ои (рис. 12.2). На рис. 12.2 на панели опции следует установить так, чтобы сечения пера лопатки целиком ле- !Р> жали внутри создаваемого тела. Величина выдавливания (то есть толщина бу- ЙМФФчй .л(;1:Уй,,л> душего объекта) ука- зывается в поле;;,>, апК(в, тип выдавливания — в разделе Рис.
12.2. Панель Ех1гцвоп Техт>пайоп (в данном случае выбрана опция М(дР!апе, то есть новый элемент будет выдавливаться симметрично в обе стороны от плоскости исходного эскиза). После указания всех опций и размеров следует нажать кнопку ОК. Далее следует сообщение: СатрийпК... В результате на экране появляется тело рубленой формы, показанное на рис. 12.3. Гчава 12.
Создаиив расчвтиой модели и расчет на прочность лопатки В панели 0езк(ор Вгозчзег появляется новый объект Ех1гаа(ов)Ч)ар1аве1, включак>- щий в себя исходный элемент Рго)) 1в1. Следующим шагом нри формировании пера лопатки является создание поверхности пера. Эта поверхность строится по заранее построенному набору замкнутых полилиний (или сплайнов) поперечных сечений лопатки. Для построения поверхности лопатки рекомендуется изменить слой, в котором строится новый объект, командой 1ауег или из выпадающего меню Азз)з( -> Еогша1 — > Еауег. Поверхность по одному набору линий строится командами выпадающего меню Яиг(асе -э Сгеа(е Яиг(асс — > Еой()... (команда ав>|ойц).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
