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

Текст из файла

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Дальневосточный государственный университет путей сообщения»

Кафедра «Вычислительная техника и компьютерная графика»

К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ

Заведующий кафедрой

______Ю.В. Пономарчук

«_____»___________2015

Приложение cad/cae – систем к расчету трубопроводов

Выпускная квалификационная работа

ВКР 09.03.01.ИВТ.09.00.943 – ПЗ

Студент 943 гр. В.О. Лочканов

Руководитель

д.ф-м.н, профессор О.П. Ткаченко

Нормоконтролер

к.т.н, доцент Е.В. Буняева

Хабаровск 2015

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1 Описание инструмента SolidWorks 5

1.1 Компоненты инструмента SolidWorks 6

1.1.1 SolidWorks Simulation 7

1.1.2 SolidWorks Flow Simulation 12

1.2 Обоснование выбора SolidWorks 16

2 Предварительная задача с расчетом прямой трубы 17

2.1 Построение трубы 17

2.2 Произведение расчетов прямой трубы в Flow simulation 21

2.3 Произведение и анализ расчетов трубы в Simulation 25

3 Основная задача с расчетом колена трубопровода 29

3.1 Построение трубы 29

3.2 Произведение расчетов в Flow simulation изогнутой трубы 35

3.3 Произведение и анализ расчетов в колене трубопровода 39

4 Сводка результатов 43

4.1 Задача с прямой трубой 43

4.2 Задача с изогнутой трубой 46

5 Технико – экономическое обоснование 49

5.1 Обоснование целесообразности разработки проекта 49

5.2 Планирование комплекса работ 52

5.3 Расчет затрат на разработку проекта 53

Заключение 55

Список использованных источников 56

ВВЕДЕНИЕ

В первой половине 20-го века, еще до того как вычислительная техника стала массово внедряться в производство, начиная от создания технической документации и до момента утилизации изделия, требовалось большое количество человеческих ресурсов а так же времени, так как все приходилось делать вручную. Со временем, промышленность росла, росли и темпы производства, и сложность производимых изделий. В силу этого, количество сотрудников, участвующих в производстве, исчислялось сотнями, не говоря уже о времени.

С появлением ЭВМ, вычислительная техника практически сразу нашла свое применение в областях сельского хозяйства, медицине, оборонной и гражданской промышленности. Первые ЭВМ, применяемые в промышленности, были достаточно медленными, но, тем не менее, благодаря им, удавалось экономить и человеческие ресурсы, и время, вследствие автоматизации некоторых процессов.

С развитием тенденции по внедрению ЭВМ, в промышленности появились первые системы автоматизированного проектирования (САПР), способные автоматизировать цикл изготовления изделия, начиная от создания технической документации и до процесса изготовления изделия.

В настоящее время, в мировой промышленности используется настолько большое количество всевозможных САПР, что, наверное, нет такого предприятия, завода или конструкторского бюро, в котором бы не использовались САПР.

Столь широкое распространение, повлекло за собой создание программных комплексов САПР, которые включают в себя возможности сразу нескольких разновидностей. Наиболее часто, в таких программных комплексах встречаются различные системы объемного моделирования и экспресс-тестов.

Разумеется, в разработке подобных программных комплексов участвуют несколько корпораций, которые снабжают мировую промышленность. Среди таких гигантов можно выделить корпорацию Dassault с ее программным комплексом SolidWorks [1].

Целью выпускной квалификационной работы является разработать алгоритм в SolidWorks для расчета напряженно-деформируемого состояния прямых и изогнутых труб. Задача состоит из нескольких этапов:

• изучение возможностей САПР SolidWorks;

• построение твердотельной 3D – модели трубопровода;

• выполнение анализа расчета напряженно-деформируемого состояния прямых и изогнутых труб;

• методика расчета на основе полученных данных.

1 Описание инструмента SolidWorks

САПР SolidWorks – программное обеспечение, созданное одноименной американской компанией для использования на персональных компьютерах в операционной среде Windows.

Трехмерное твердотельное и поверхностное параметрическое проектирование – это принципы, используемые в настоящей утилите. Они позволяют конструкторам создавать объемные детали и составлять сборки в виде трехмерных электронных моделей, которые в дальнейшем применяются для организации двухмерных чертежей и спецификации согласно требованиям ЕСКД.­

Трехмерное моделирование существенно превосходит по преимуществам линейное проектирование. Программа SolidWorks позволяет увидеть будущее изделие в объеме с разных сторон и придать ему реалистичности отображения в соответствии с избранным материалом для пробной оценки дизайна.

Процесс построения трехмерной модели основывается на формировании объемных геометрических элементов и выполнении разных операций между ними [1]. Принцип построения трехмерной модели аналогичен сборке объекта из деталей конструктора «LEGO» – модель создается из шаблонных элементов (блоков), она подлежит редактированию путем добавления/удаления данных блоков или посредством изменения их характерных параметров [2]. Трехмерная модель предоставляет наиболее подробное описание свойств объекта (масса, объем, моменты инерции) и позволяет работать в виртуальном объемном пространстве, благодаря чему на самом высоком уровне происходит приближение компьютерной модели к облику будущего изделия, при этом этап макетирования полностью исключается.

Разработчики программного пакета большое внимание уделили работе с комплексными сборками, в которых количество компонентов может составлять сотни тысяч единиц. Разумеется, работа с такими моделями должна сопровождаться использованием специальных методик управления отдельными узлами и деталями сборки, рациональным расходом ресурсов оперативной памяти и процессора. Для этих целей в SolidWorks имеется специальный режим, который позволяет распределить оптимально аппаратные и программные ресурсы, тем самым, экономя время на перестроение и загрузку сборки.

Конструирование в SolidWorks не ограничивается разработкой объемных деталей. Утилита нередко используется для автоматического создания чертежей по заданной трехмерной модели, исключая возможные ошибки проектанта, возникающие при начертании проекций вручную. Программа поддерживает различные чертежные стандарты: ANSI, GOST, ISO, JIS, DIN, GB и BSI.

1.1 Компоненты инструмента SolidWorks

В состав SolidWorks входит большое количество модулей, подключаемых к программе для проведения и выполнения различных поставленных задач.

Семейство модулей SolidWorks Electrical предназначено для комплексного проектирования электротехнических систем любой степени сложности в составе изделия, разрабатываемого в SolidWorks [3].

SolidWorks Plastics – прикладной модуль программного комплекса SolidWorks, предназначенный для конечно-элементного анализа процессов литья пластмасс под давлением и решения сопутствующих задач. SolidWorks Plastics помогает инженеру предусмотреть и обойти производственные дефекты на ранних стадиях проектирования детали и/или пресс–формы, избежать дорогостоящих переделок и улучшить качество выпускаемой продукции [3].

Модуль SolidWorks Composer предназначен для создания интерактивной документации разных типов и иллюстративного материала для печатных руководств и каталогов [3].

SolidWorks Inspection позволяет оценить, насколько изготовленное изделие соответствует конструкторской, технологической, а также иной необходимой проектной документации [3].

Модуль SolidWorks MBD Standard предназначен для организации проектирования изделия и обеспечения подготовки производства и выпуска продукции на основе только трехмерных моделей деталей и сборочных единиц без оформления и выпуска классических конструкторских чертежей [3].

Генератор отчетов SWR-Редактор спецификаций предназначен для формирования отчетной текстовой технической документации. Принцип работы системы – структурированная выгрузка необходимой отчетной информации в форму заданного образца. Данное решение реализовано на базе MS Excel и вбирает в себя весь его богатый функционал. В качестве источников информации для создания отчетов может быть использован программный комплекс SolidWorks или PDM система Solidworks Enterprise [3].

1.1.1 SolidWorks Simulation

SolidWorks Simulation – динамика механизмов, прочность, устойчивость, резонанс, усталость, динамика деформируемых систем, термоупругость.

Семейство расчётных модулей SolidWorks Simulation выполняет прочностные статические и динамические исследования (линейные и нелинейные) на основе метода конечных элементов (МКЭ).

Создание исследований и выполнение расчётов происходит непосредственно в среде программного комплекса SolidWorks на основе собственных моделей SolidWorks или же деталей и сборок произвольной импортированной геометрии.

Во всех конфигурациях SolidWorks Simulation обеспечивается поддержка для 64-разрядных операционных систем с доступом ко всей оперативной памяти. Также используется многоядерность и многопроцессорность при построении сетки и расчёте.

Типы исследований и их особенности:

• линейная статика;

– гипотезы малых и больших перемещений с автоматической реализацией прироста нагрузок;

– учёт изменения жёсткости тонкостенных объектов при действии нагрузок в их плоскости.

Анализируемые объекты:

– твёрдые тела;

– поверхности;

– структурные элементы сварных деталей;

– произвольные комбинации вышеуказанных типов в моделях многотельных деталей и сборок;

– Виртуальное упругое полупространство.

Контактные условия между объектами:

– связанные;

– без проникновения (вход и выход из контакта со скольжением) ;

– виртуальная стенка (вход и выход из контакта с упругим полупространством);

– посадка с натягом;

– реализация контактов в вариантах «узел к узлу», «узел к поверхности», «поверхность к поверхности»;

– разнообразные варианты связывания твёрдых тел, оболочек и балок в рамках многотельных деталей и сборок;

– автоматическое и ручное определение контактов между различными компонентами;

– условно выбранный зазор между твёрдыми телами и оболочками;

– выбранный зазор между оболочками, построенными на основе тел из листового металла;

– учёт трения в контактах со скольжением;

– эпюра визуализации назначенных контактов в сборке.

Материалы:

– изотропные упругие;

– ортогонально-, цилиндрически - и трансверсально-анизотропные упругие;

– возможность определения температурно-зависимых механических свойств;

– виртуальные сущности в виде абсолютно жёстких или неподвижных объектов.

Сетки конечных элементов (КЭ):

– пространственные конечные элементы (4-х и 10-ти узловые тетраэдры) с линейным и параболическим полем перемещений;

– конечные элементы оболочек (3-х и 6-ти узловые треугольники) с линейным и параболическим полем перемещений;

– конечные элементы стержней, балок, а также балок с произвольной комбинацией моментных/безмоментных вариантов связи в узлах;

– произвольная комбинация в одной модели КЭ твёрдых тел, оболочек и балок с различными вариантами контактного взаимодействия;

– полностью автоматическая генерация сетки (совместной или несовместной) и реализация контактных условий с возможностью ручного или автоматического уплотнения на базе двух различных генераторов сетки. Автоматическая генерация сетки оболочек для тел из листового металла. Автоматическая генерация сетки балок/стержней для сварных деталей;

– совместные и несовместные сетки с эффективным алгоритмом корректировки несовместных сеток;

– адаптивные сетки с автоматическим уплотнением или повышением порядка базовой функции;

– трёхмерная условная визуализация толщины оболочек и профилей балок, в том числе и на диаграммах с результатами.

Граничные и начальные условия:

– силы и моменты в произвольных ортогональных и цилиндрических системах координат;

– распределённые нагрузки – постоянные и переменные;

– гравитационные и центробежные силы;

– симметрия относительно плоскости, оси и циклическая симметрия;

– силы, перемещения и сосредоточенные массы, действующие на удалении;

– равномерно распределённая назначенная масса в пределах заданной грани;

– произвольная комбинация зафиксированных перемещений и углов поворота;

– виртуальная модель системы вал/опора с параболическим или синусоидальным законом распределения нагрузки;

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 ВКР