МУ Ansys (1247045), страница 8

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

Текст из файла (страница 8)

Например, дляотображения только крышки шатуна удобно использовать следующуюпоследовательность команд: U: Select  Entities… В полях открывшегося окна выбрать Areas (области) By Num/Pick(по номеру/щелчком мыши). OK Выбрать щелчком мыши области, относящиеся к верхней крышке40 OK U: Select  Everything Bellow… Selected Areas U: Plot  AreasВозврат к отображению всех примитивов: U: Select  Everything U: Plot  Multiplots (Areas…)В данном случае невозможно выполнить регулярное разбиение, выбираемсвободное разбиение M_T: Areas: Quad, Free Mesh, выбрать области OKКачество сетки следует оценивать визуально, руководствуясь правилами,изложенными в начале настоящего пособия.Улучшить созданную сетку вблизи линии или вокруг некоторых элементов можно, используя раздел Refine окна Mesh Tool.

Однако для учебнойверсии это может привести к превышению ограничений на количествоконечных элементов.Очистить область от элементов можно с помощью кнопки Clear (рядом сMesh). При разбиении обратите внимание, что по толщине крышки шатуна должно быть не менее 2-3 элементов, для болтов достаточен 1 элемент(NDIV=1).Кроме того, следует стремиться, чтобы количество узлов на внутреннихповерхностях контактов по возможности совпадало с количеством узловна внешних поверхностях контактов, и узлы располагались вблизи другот друга. В противном случае ошибки описания поверхности могут привести к мнимому начальному внедрению одной поверхности в другую.Не забудьте разбить на КЭ также и стяжные болты. M_T: Lines: выбрать линии болтов OKЕсли качество сетки вас удовлетворяет, то запоминаем базу данных. Еслинет, то очищаем область (Clear), а затем изменяем параметры разбиенияи выполняем его заново.1.6.3.

Сохраните сетку в файле с названием mesh.db1.7. Определение контактов.В данной задаче три контактных поверхности: вал – верхняя головка, ось –нижняя голова, крышка шатуна – шатун. Используйте Contact Wizard длязадания контактов. Все контакты flexible. Перед созданием контактных парзапишите номера линий, составляющих контактные пары. При созданииконтактов обращайте внимание на коэффициенты трения.2. Приложение нагрузок и получение решения (Solving).2.1.

Задание граничных условий (loads): граничные перемещения:по осевой линии следует ограничить перемещения UX=0, для предотвращения вертикального смещения следует закрепить узел центра вала. (UX,UY=0) внешние силы:к центру оси нижней головки шатуна приложена номинальная сила.412.2. Определение типа анализа и опций (вариантов) анализа.Ввиду того, что наличие контакта определяет нелинейный характер решаемой задачи, следует задать опции, определяющие процесс итерационногорешения.2.3. Счет3.

Просмотр результатов (Postprocessing)3.1. Вызов главного постпроцессора и чтение результатов.3.2. Отобразите деформированную форму шатуна при нагружении номинальной силой. Покажите результаты преподавателю. Зарисуйте полученнуюдеформированную форму в увеличенном масштабе. Верните масштабизображения перемещений к истинному значению.3.3. Отобразите вертикальные перемещения. Определите максимальную величину перемещений между осями головок шатуна. Определите жесткостьшатуна на сжатие.3.4. Отобразите эквивалентные напряжения в шатуне (без вала и оси).

Для выбора областей, принадлежащих только шатуну и крышке, используйте окноSelect Entities (см. 1.6.2 выше)Определите максимальные эквивалентные напряжения. Запомните этоизображение в файле.3.5. Отобразите контактные напряжения. Нанесите эпюру контактных напряжений на эскиз.3.6. Создайте пространственное изображение шатуна (без вала и оси) с распределением эквивалентных напряжений.U: PlotCtrls  Style  Size and Shape Выберите On в поле /ESHAPE Display of element shape based on realconstant description (показывать форму элементов, основываясь на ихпараметрах) OKU: PlotCtrls  Pan, Zoom, Rotate В открывшемся окне Pan, Zoom, Rotate нажмите экранную кнопку Iso.3.7. Отобразите радиальные напряжения в верхней и нижней головке шатуна.Для этого необходимо изменить опции вывода результатов.M: General Postproc Options for Outp… В открывшемся окне в поле RSYS Results coord system выберитеGlobal cylindric (глобальная цилиндрическая – т.е.

цилиндрическая система координат, центр которой расположен в точке 0,0) OK Выберите масштаб изображения таким образом, чтобы видна былатолько верхняя (нижняя) головка шатуна.Повторите вывод результатов, имея в виду, что в цилиндрической системекоординат SX=.Сравните максимальные значения радиальных напряжений с максимальным значением контактных напряжений.424. Выполните расчет для нагружения шатуна силой упругой отдачи. Для этоговернитесь в препроцессор и измените значение и направление силы, приложенной к узлу, расположенному в центре оси нижней головки шатуна.

Задайтепараметры расчета (их можно и не изменять) и запустите программу на счет.5. Отобразите деформированное состояние шатуна в увеличенном масштабе. Покажите результат преподавателю. Если стык между шатуном и верхней головкой окажется раскрытым, то, меняя площадь стяжных болтов и материал (допускаемые напряжения), подберите диаметр и начальную деформацию, обеспечивающую контакт между стыками при упругой отдаче. Для определениявеличины напряжений в болтах можно воспользоваться следующим алгоритмом: Выберите конечные элементы, моделирующие болты, воспользовавшисьокном Select Entities, в котором в качестве атрибута (By Attributes) элементов задайте необходимый номер Real Constant Просмотрите результаты для этих элементовM: General Postproc List ResultsElement Solution В открывшемся окне выберите Circuit Results – Element Results OK Результаты для двух элементов можно расшифровать следующим образом:MFORX – осевая сила, SAXL – напряжение вдоль оси элемента,EPELAXL – осевая деформация, EPINAXL – начальная осеваядеформация.6.

Повторите действия по выводу результатов, описанные выше для нагруженияноминальной силой. Сравните деформированную форму, жесткость шатуна,эквивалентные напряжения и контактные напряжения.7. Выход из программы434. АНАЛИЗ НАПРЯЖЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИЙ ПРИ ГИБКЕ.Цели работы• освоение методик использования программного комплекса ANSYS для анализаупруго-пластических деформаций.Постановка задачиОпределить напряжения, деформации, деформирующую силу, работу деформирования, пружинение широкой полосы (ширина равна 20h) толщиной h издеформационно упрочняемого алюминиевого сплава.

Свойства материала: модульупругости 7104 МПа, коэффициент Пуассона – 0.31, предел текучести – 130 МПа,модуль упрочнения – 700МПа, коэффициент трения между материалом и инструментом 0.1 Расчетная схема представлена на Рис. 9.syR=hh2.5h2.5hh6hR=1.5hРис. 9. Расчетная схема.h, мм11Варианты расчета:231.5242.553Расчетная модельСчитаем, что материал находится в плоско-деформированном состоянии.Пуансон движется вертикально. Матрица неподвижна. Задор между матрицей ипуансоном равен толщине материала. Матрицу и пуансон считаем абсолютножесткими.

Для предотвращения перемещения (поворота) материала как жесткогоцелого правый конец закрепляем от перемещений. В качестве модели материалапринимаем упруго-пластическую модель с линейным упрочнением.Последовательность решения задачиВ процедуре решения задачи подробно описаны только те действия, которые не выполнялись ранее.1. Создание модели (Preprocessing)1.1. Определение имени и типа задачи (имя задачи – bend).1.2. Построение геометрической модели.441.3. Определение типа и свойств элементов (Element Type)Используйте элемент второго порядка PLANE82. Не забудьте задать опциюплоского деформированного состояния.1.4.

Задание свойств материала (Material Properties).Свойства материала задаются с помощью окна Material Models. В правойчасти окна следует последовательно выбрать папки Structural, Nonlinear (нелинейный), Inelastic (неупругий), Rate Independent (не зависящий от скорости), Kinematic Hardening Plasticity (пластичность с кинематическим упрочнением), Mises Plasticity (условие пластичности Мизеса), Bilinear (упругопластический с линейным упрочнением). Обратите внимание на разнообразие моделей нелинейных материалов, которые можно использовать в расчетах.После появления предупреждающего окна, необходимо сначала задатьупругие свойства материала.Пластические свойства материала – предел текучести (Yield Stss) и модульупрочнения (Tang Mods) задаются в окне, которое появится после заданияупругих свойств.

В этом окне есть экранная кнопка Graph, используя которую можно посмотреть график заданной диаграммы истинных напряжений.1.5. Разбиение модели на конечные элементы (Meshing).В области, подвергаемой пластическим деформациям размер элементовдолжен быть достаточно маленьким (не менее 5 элементов по высоте).1.6. Определение контактов.В данном случае вместо жесткой контактной поверхности в ContactWizard следует выбрать контактную поверхность с пилотным узлом.Пилотный узел, по сути, является элементом с одним узлом, чье движение управляет движением всей контактной поверхности. Силы, моментысил, перемещения могут быть заданы только для пилотного узла, но ихдействие распространяется на всю контактную поверхность.

Пилотным узлом может быть как узел, принадлежащий контактной поверхности, так ииметь произвольное местонахождение. Положение пилотного узла важнопри задании углов поворота и моментов. Если пилотный узел определен, топрограмма проверяет граничные условия только для него и игнорируетграничные условия для поверхности, ассоциированной с пилотным узлом.Пилотный узел удобно применять также в том случае, когда необходимо определить суммарную силу (момент) действующую на контактную поверхность. В этом случае реакции пилотного узла являются суммой контактных нагрузок, действующих на контакт в координатных направлениях.Пилотный узел создается с помощью Contact Manager (ниже приведены отличия от стандартной процедуры описания жесткого контакта) Target type: Rigid w/Pilot После определения жесткой опоры в качестве Target откроется окно длязадания пилотного узла. Задайте имя в окне Pilot Name. Выберите Pick existing free keypoint… (в существующей ключевойточке).45 Нажмите экранную кнопку Pick Entity… и выберите какую-либо ключевую точку, принадлежащую контактной поверхности пуансона. Дальнейшая процедура определения свойств контакта аналогична описанной выше в работе 2. После нажатия кнопки OK окна Contact Properties убедитесь, что в строке, соответствующей выбранной вами контактной пары изменились значения колонок Pilot node и Pilot name.2.

Приложение нагрузок и получение решения (Solving).2.1. Задание граничных условий (loads):Следует закрепить все узлы на правом торце заготовки и задать вертикальное перемещение той ключевой точке, которую вы выбрали в качестве пилотного узла. Минимальная величина вертикального перемещения должнабыть достаточна для изгиба материала на 90 градусов.2.2. Определение типа анализа и опций (вариантов) анализа.Задайте опцию анализа больших перемещений (Large displacement static).Время в конце расчета – 1, Приращение по времени: начальный шаг 0.001(тогда первая точка будет максимально близка к начальному моменту), минимальный шаг – 0.0001, максимальный шаг – 0.1.

Характеристики

Список файлов книги