Пояснительная записка Усенко Е.В 2015готовый (1221310), страница 6

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

Текст из файла (страница 6)

Добиться желаемого результата можно двумя путями. Первый – изменение материала «алюминий 6061» на другой с меньшей плотностью, при условии сохранения им всех антикоррозийных и других физических свойств. Также необходимо, чтобы удельная стоимость материала на изделия не возрастала. Второй – внести конструктивные изменения в 3D модель, которые облегчат изделие, позволят получить коэффициент запаса прочности в нужном диапазоне, при этом понизив его стоимость.

Второй способ наиболее желателен, так как сохранение материала позволит избежать испытаний на коррозийную устойчивость в промышленной среде, влажном климате, низких и высоких температурах и других экстремальных средах. В результате применения данного метода необходимо будет проделать еще один расчет на прочность для подтверждения качества изделия.

Для достижения необходимого запаса прочности нужно облегчить кронштейн. Для этого изменена конструкция петли крепления зажима, уменьшена толщина металла с 10 до 8 мм.

Рисунок 3.39 – Изменение параметров эскиза

Так же внесены изменения в отверстие, оно увеличено на 2 мм в ширину и 4 мм в длину.

Рисунок 3.40 – Изменение параметров петли

После внесения изменений и получения новой 3D модели приступаем к расчету на прочность. А также, воспользовавшись данными полученными в предыдущем расчете, избавимся от материала в тех местах кронштейна, где действующая нагрузка минимальна.

Рисунок 3.41 – Коэффициент запаса прочности

После получения результатов моделирования, можно сделать вывод, что внесенные изменения позволили достигнуть необходимых результатов, коэффициент запаса прочности 3,68. А максимально смещение увеличилось до 0,67 мм, что также является нормой. Также наблюдается значительное уменьшение массы до 0,084 кг, что при массовом производстве позволит существенно сократить затраты. Проделанные изменения позволили оптимизировать производство кронштейнов без потери необходимых качеств и ухудшения качества изделия.

3.4 Параметризация кронштейнов серии СА

Кронштейны серии СА представляют собой целую линейку продуктов, каждый из которых выполняет единственную функцию по фиксации анкерных зажимов, все кронштейны имеют схожую конструкцию, но имеют различные разрушающие горизонтальные нагрузки. Различные прочностные характеристики достигаются за счет использования материалов с более высоким пределом текучести или путем усиления или ослабления конструкции в определенных местах [19].

Принимая во внимание большое количество кронштейнов данной серии целесообразно провести параметризацию серии, что позволит производить расчет на прочность каждой модели из серии на основе имеющейся заготовки.

При изменении конструкции с целью ее усиления или ослабления неизбежно будут допускаться ошибки, а параметризация позволит получать все необходимые данные до момента изменения изделия, что существенно уменьшит время разработки модели нужной прочности.

Параметризации необходимо подвергнуть те части кронштейны, которые в наибольшей степени влияют на прочность конструкции. Для параметризации кронштейнов серии СА, выбрано 5 параметров, которые будут изменяться в процессе поиска оптимальных значений для определенного кронштейна.

Рисунок 3.42– Параметры для изменения: 1 – ширина петли; 2 – длина петли; 3 – отступ от передней части кронштейна до плоскости приложения силы; 4 – длина технологического отверстия; 5 – ширина технологического отверстия.

Итак, для параметризации используем ранее полученную модель кронштейна СА-1500. Так как в рассмотренных узлах применяется кронштейн серии СА с индексом 2000, используем параметризацию для автоматического получения 3D модели данного кронштейна с соблюдением всех условий прочности.

Параметризация выполняется в три этапа. На первом этапе необходимо проделать расчет на прочность для уже имеющейся модели, но с применением новых значений приложенной силы. Кронштейн Са-2000 имеет минимальную разрушающую горизонтальную нагрузку 2000 Н, следовательно значение приложенной силы расчете будет таким же. На втором этапе необходимо определить зависимости проектирования, а также параметры влияющие на прочность конструкции. Третий этап заключается в поиски оптимальных параметров и созданию конечной 3D модели [20].

Расчет на прочность проделываем по аналогии предыдущих опытов. В результате расчета полученное значение минимального коэффициента запаса прочности равно 2,64, данный результат неприемлем и потому необходимо провести параметризацию.

Для проведения параметризации необходимо выбрать зависимость проектирования, в данном случае это минимальный коэффициент запаса прочности. Также определен тип зависимости «подогнать по диапазону», в пределе от 3 до 4.

После настройки зависимости проектирования, можно наблюдать индикатор со значением коэффициента прочности, который будет меняться вместе с изменением параметров модели, и сообщать о том удовлетворяет ли результат расчета или нет.

Далее необходимо, указать все параметры, представленные на рисунке 3.42. А также настроить интервалы в пределах, которых возможно изменять данные параметра, а также шаг изменения каждого из них.

Базовой является конфигурация параметров для кронштейна CA-1500. Как сказано ранее коэффициент запаса прочности не соответствует требованиям. Поэтому изменим параметры таким образом, чтобы коэффициент оказался в интервале от 3-4.

Проведя исследования по влиянию определенных параметров на прочность конструкции, изменения внесены параметры 2, 3, 4, 5. Изменение параметра 1 не понадобилось.

После изменения параметров минимальный коэффициент запаса прочности равен 3, 12, что означает что данная модель соответствует выше поставленным требованиям, и может использоваться для построения кронштейна СА-2000, масса кронштейна составляет 0,096кг, а смещение петли при максимальной нагрузки составляет 0.053 мм. В таблицах 3.1 представлены настройки параметризации.

Таблица 3.1 – Зависимости параметризации

В таблице 3.2 указаны параметры по которым проводилась параметризация.

Таблица 3.2 – Параметры

На рисунке 3.43 представлено сравнение модели СА-1500 и СА- 2000.

Рисунок 3.43 – Сравнение кронштейнов

Подводя итог, отметим, что параметризация позволила в кратчайшие сроки получить 3D модель кронштейна СА-2000, без применения стандартных методов построения моделей, которые требуют значительно больше времени.

4 Технико-экономическое обоснование использования Autodesk Inventor в разработке арматуры СИП

4.1 Преимущества трехмерных сапр

Изначально САПР были предназначены для автоматизации черчения. Но уже более 20 лет назад на сцену вышли трехмерные системы твердотельного моделирования, основу которых составляет объемная компьютерная модель. Эти системы произвели в мире САПР настоящую революцию, в корне изменив подход к проектированию. Создание новой продукции значительно ускорилось, затраты и число ошибок сократились [21].

Основной недостаток 2D-проектирования состоит в том, что по чертежам бывает трудно представить, как изделие выглядит в пространстве. Поэтому предприятиям зачастую приходится сопровождать чертежи реальными прототипами, в роли которых выступает первое выпущенное изделие или первая партия. Ошибки в чертежах приходится исправлять на уже созданном изделии, что замедляет выпуск продукции и приводит к дополнительным затратам.

Трехмерные системы, напротив, позволяют смоделировать изделие до создания чертежей или опытных образцов. Основным документом в этом случае является объемная компьютерная модель. В объемности и состоит одно из главных ее преимуществ. Неслучайно визуализация изделия занимает первое место в длинном списке преимуществ трехмерного моделирования. Ведь плоский чертеж статичен, а модель можно поворачивать и изучать с любой точки, меняя масштаб просмотра по своему усмотрению. При этом несложно заметить ошибки и нестыковки в проекте и оценить степень его соответствия исходному замыслу, а также выполнить проверку будущего изделия на собираемость, что крайне важно для последующего изготовления.

Трехмерные модели могут быть использованы для различных целей, таких как [22]:

– анализ напряжений, перемещений, колебаний, обтекания или теплопередачи;

– подготовка управляющих программ для фрезерования, сверления, штамповки или лазерной резки на станках с числовым программным управлением (ЧПУ);

– подготовка пространственных изображений изделия для технической документации и инструкций по сборке;

– контроль качества изделий при помощи лазерных измерительных устройств, оптических сканеров или координатно-измерительных машин;

Характеристики

Список файлов ВКР