ЛР3 - Гармоническая вибрация (1050886)

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

Текст из файла

Лабораторная работа №3

ГАРМОНИЧЕСКАЯ ВИБРАЦИЯ

Ц
ель работы: подвергнуть конструкцию, представленную на рис. 6 и состоящую из пластин с разными физическими свойствами, гармоническому анализу и получить: перемещения и ускорения на заданном интервале частот, форму колебаний на резонансной частоте.

Рис. 6

Порядок выполнения работы:

1. Определяем тип анализа:

MAIN MENU => PREFERENCES…=> STRUCTURAL=> ОК.

1. Выполняем следующую последовательность действий:

M.M. => PREFERENCES… => STRUCTURAL => OK. Таким образом, фильтруется все меню под структурный расчет.

2. Задаем свойства материалов и определяемся с типом элементов.

Выбираем тип элементов:

M .M. => PREPROCESSSOR => ELEMENT TYPE => ADD/EDIT/DELETE => ADD…=> STRUCTURAL SHELL ELASTUC 4 NODE 63 => OK => CLOSE. Сначала определяем толщины используемых пластин, для этого: M.M. => PREPROCESSOR => REAL CONSTANTS => ADD/EDIT/DELETE => ADD => ОК и в пункте SHELL THICKNESS AT NODE I TK(I) задаем толщину пластины равную 0,006 метрам и повторяем операцию ADD => ОК, задаем толщину второго материала равную 0,012 метрам. Далее задаём свойства материалов:

M.M. => PREPROCESSSOR => MATERIAL PROPS => MATERIAL MODELS. Затем, следуя цифрам на рис. 7, выполняем следующие действия:

А. Двойным нажатием мыши на указанные папки выполняем:

STRUCTURAL => LINEAR => ELASTIC => ISOTROPIC. В окне LINEAR ISOTROPIC PROPERTIES FOR MATERIAL NUMBER 1 задаем: модуль Юнга EX = 2е11 Па и коэффициент Пуассона PRXY = 0,27.

Б. Аналогично раскройте DENSITY и в поле плотность DENS задайте 7800 кг/м³.

В . Нажмите: MATERIAL => NEW MODEL… и уже для второго материала повторяем первые две операции, присвоив: EX = 1E+11 Па; PRXY = 0.23; DENS = 2700 кг/м³.

3. Строим деталь:

А. M.M. => PREPROCESSOR => MODELING –CREATE– => –AREAS– RECTANGLE => BY DIMENSIONS…, вводим координаты углов: X1 = -0.5, X2 = 0.5, Y1 = 0, Y2 = 1, нажимаем APPLY;

Б. Вводим координаты углов: X1 = -0.3, X2 = 0.3, Y1 = 0, Y2 = 0.5;

В. Для построения третьего прямоугольника повернем систему координат на угол равный 120° (рис. 9):

U.M. => WORK PLANE => OFFSET WP BY INCREMENTS…:

• угол поворота устанавливаем равным 90° и нажимаем на кнопку поворота оси Х против часовой стрелки;

• угол поворота устанавливаем равным 30° и нажимаем на кнопку поворота оси Х против часовой стрелки.

Теперь определяем координаты углов последнего прямоугольника:

M .M. => PREPROCESSOR => MODELING –CREATE– => –AREAS– RECTANGLE => BY DIMENSIONS… - X1 = -0.3, X2 = 0.3, Y1 = 0, Y2 = 0.5.

4. Соединяем в одно целое все полученные ранее прямоугольники, для этого:

M.M. => PREPROCESSOR =>–MODELING– OPERATE => –BOOLEANS– PARTITION => AREAS. Выделяем курсором сначала второй прямоугольник (рис. 8), затем первый и нажимаем ОК. Теперь склеиваем все пластины: M.M. => PREPROCESSOR => –MODELING– OPERATE => –BOOLEANS– GLUE => AREAS => PICK ALL. Таким образом, мы получаем единую конструкцию.

5. Назначаем каждому прямоугольнику свой материал:

M.M. => PREPROCESSOR =>–ATTRIBUTES– DEFINE => ALL AREAS… PICKED AREAS+; нажимаем на первый прямоугольник (рис. 8) и нажмите ОК, в появившемся окне выставляем: MAT = 1, REAL = 1, TYPE = 1 SHELL63, ESYS = 0 и нажимаем ОК, затем нажимаем ALL AREAS… PICKED AREAS+, потом нажимаем на второй и третий прямоугольники по очереди, нажимаем OK, затем в окне AREA ATTRIBUTES выставляем: MAT = 2, REAL = 2, TYPE = 1 SHELL63, ESYS = 0.

6. Разбиваем конструкцию на конечные элементы:

M.M. => PREPROCESSOR => –MESHING– SIZE CNTRLS => –MANUAL SIZE– –GLOBAL– SIZE…., переменной SIZE присваиваем значение 0.1, потом нажимаем ОК, затем:

M.M. => PREPROCESSOR => –MESHING– MESH => –AREAS– FREE+ => PICK ALL.

7. Проводим расчет гармонической вибрации:

А. Назначаем тип анализа – гармонический: M.M. => SOLUTION => ANALYSIS TYPE– NEW ANALISIS… => HARMONIC.

Б. Закрепляем конструкцию, как показано на рисунке 9 под цифрой 1: MM=>SOLUTION=>APPLY=>DISPLACEMENT=> LINES… и выбираем закрепляемую линию, нажимаем ОК и в появившемся окне выбираем ALL DOF, то есть по всем осям перемещения равны нулю, и нажимаем ОК.

В. Нагружаем конструкцию, как показано на рис. 9 под цифрой 2:

M.M. => SOLUTION => APPLY => PRESSURE => ON AREAS, выделяем указанную поверхность, нажимаем ОК, и в окне переменной VALUE задаем значение распределенной нагрузки равное 1000 Н/м².

Г . Проводим расчет:

M.M. => SOLUTION => –LOAD STEP OPTS– TIME/FREQUENC => FREQ AND SUBSTPS… и выставляем значения: HARFRQ = 4…12 – интервал частот, а NSUBST = 50 – количество шагов, STEPPED. Нажимаем ОК. Затем нажимаем MAIN MENU => SOLUTION => CURRRENT LS => OK.

6. Просматриваем результаты расчета:

А. Выбираем последовательно три узла, для которых строим графики перемещений и ускорений в зависимости от частоты нагрузки:

M.M. => TIMEHIST POSTPRO => DEFINE VARIABLES …, то есть, определяем узлы, с которых будут считываться значения перемещений. Нажимаем на кнопку ADD… и выбираем NODAL DOF RESULT, нажимаем ОК. Выбираем последовательно три узла, рис. 10, подтверждаем выбор нажатием ОК. В появившемся окне выставляем: NVAR (номер переменной) равный 2, 3 и 4 DATA ITEM равный DOF SOLUTION и TRANSLATION UY, UZ и UZ (все результаты по оси Y и Z) соответственно, нажимаем ОК потом CLOSE.

Б . Строим графики:

M.M. => TIMEHIST POSTPRO => GRAPH VARIABLES… и в окне наберем: NVAR1 присвоим значение 2, NVAR2 присваиваем значение 3, NVAR3 присваиваем значение 4; и нажимаем ОК. В результате этого получаем график значений перемещений в зависимости от частот в определенных ранее узлах. Первый резонанс (всплеск значений перемещений) наблюдается для частоты равной 5,28 Гц.

В. Получаем, резонансную частоту равную 5,28 Гц, смотрим форму колебаний конструкции при данной частоте:

M.M. => GENERAL POSTPROC => –READ RESULTS– BY TIME/FREQ…, в появившемся окне выставляем все как изображено на рис. 11 и нажимаем ОК. После этого: M.M. => GENERAL POSTPROC => PLOT RESULTS => –CONTOUR PLOT– NODAL SOLU… и в появившемся окне переменной PLNSOL присваиваем значения STRESS, VON MISSES и потом ОК; а если в последнем окне переменной PLNSOL присваиваем значения DOF COLUTION, TRANSLATION USUM, получаем перемещения конструкции на резонансной частоте.

Г . Строим графики ускорений ранее выбранного одного узла. При гармоническом анализе ускорение представляет собой произведение перемещения на квадрат частоты. Т.е. для получения ускорений достаточно произвести простое перемножение:

M.M. => TIMEHIST POSTPRO => MATH OPERATIONS => Multiply…, в появившемся окне выставляем: IR→5 – номер переменной в которой будет храниться результат перемножения – ускорение, IA→2 – номер переменной в которой хранятся значения перемещений, IB→IC→1 – номер в которой хранятся значения частот ранее заданного интервала, → ОК. Далее выполняем визуализацию графика:

M.M. => TIMEHIST POSTPRO => GRAPH VARIABLES… и в появившемся окне переменной NVAR1 присваиваем значение 5, → ОК, получаем график ускорений в выбранном узле для заданного ранее диапазона частот.

Содержание отчета: краткие теоретические сведения, подробное описание всех шагов расчета с помощью ANSYS при расчете гармонической вибрации, рисунки воздействия вибрации на деталь с параметрами перемещения и ускорения на заданном интервале частот, форма колебаний на резонансной частоте. Выводы.

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.

Список файлов лабораторной работы