2 (782931)
Текст из файла
Пользователю доступны следующие форматы данных: Рагазо!Ы (.х Ь, .х г), 1ОЕ8 (лдев,лу), Яо1Ы%огЫ (.Я.ОРВТ, .Я 0АЯМ), 1ЛпдгарЫсз 1ЧХ (.ргт), 1пчеп1ог(лрГ, лаш), Рго!Епрпеег (.ргг, .аяп) и множество других форматов. Вопросы для самопроверки и практические задания 1. Объясните, что такое проект Апяуя ИоАЬепсЬ. 2. Определите назначение окна Рго7есГ БсЬетаГ1с. 3. Используя какой модуль 1г'о|ЫепсЬ, можно создать геометрическую модель расчетной модели? 4. Назовите альтернативные методы получения расчетной модели. 5.
Расскажите о назначении окон Тоо1Ьох, Рго7есг осЬетайс, Меьзадея, Р~1ез, Ргорегг1ез о~БсЬетаг1с. б. Каким образом задаются единицы измерения в проекте? 7. Выполните импортирование геометрической модели в И'оЖЬепсЬ из любой СА0-системы. 8. Самостоятельно постройте по три модели в йеядп Мос1е1ег следующих объектов, визуально соблюдая пропорциональность размеров (прил.
1). 9. Объясните различие между кнопками Яе7геиЬ Рго7есг и Юрйаге Рго7есГ. 10. Опишите контекстное меню Оеядп Моае1ег при построении эскиза. 11. С помощью выполнения какой команды можно настроить отображение значений размеров на экране? Лабораторная работа № 2 СТАЦИОНАРНОЕ ТЕПЛОВОЕ НАГРУЖЕНИЕ ПОРШНЯ Теоретическая часть Прежде чем рассматривать задачу нестационарной теплопроводности поршня, изучим основные приемы работы с программой Атух И'ог7г- ЬепсЬ на задаче о стационарном тепловом нагружении поршня. Задача определения поля температур связана с решением уравнения теплопроводности, которое при постоянных теплофизических характеристиках материала имеет вид д Т дгТ дгТ х д г + + 14 где К„,, К,„К., — коэффициенты теплопроводности материала поршня в соответствующих направлениях, Вт/(м К); Д вЂ” количество теплоты, выделяющейся в единице объема внутренними источниками теплоты (при их наличии).
Уравнение при использовании МКЭ преобразуется к системе линейных уравнений. Узловые температуры конечноэлементной модели поршня определим после решения этой системы уравнений [КйТ1+ 1Г1= О где [К] — матрица теплопроводности КЭМ; 1Е1 — вектор тепловой нагрузки КЭМ. Для решения задачи о тепловом состоянии поршня необходимо задать граничные условия теплообмена на его поверхности. В качестве основных ГУ, описывающих тепловое взаимодействие поверхностей поршня и окружающей среды, используются следующие: условие 1рода — распределение температуры на поверхности Е Т = Т„(х,у,г), где Та(х, у,г) — заданная на поверхности поршня функция температуры, полученная с помощью обработки индикаторной диаграммы или результа- тов термометрирования поршня; условие Прода — плотность теплового потока ао через поверхность Г или часть ее дТ(х, у, г) Чо где п — внешняя нормаль к поверхности тела в точке с координатами х, у, г; условие 1И рода — температура окружающей среды Т и закон тепло- обмена а между средой и поверхностью поршня Е дТ(х, у, г)'1 оп где а — коэффициент теплоотдачи с окружающей средой на поверхности поршня, Вт!(м~ К); Т,Т вЂ” температура в определенной точке поршня и температура окружающей среды над этой точкой, К; Х вЂ” коэффициент теплопроводности материала поршня, Вт/(м К).
Для расчета теплового состояния поршня принято задавать ГУ 1 и 1П рода. 15 Для определения численного значения коэффициента теплоотдачи б8 на поверхности камеры сгорания поршня в качестве исходного уравнения могут использоваться критериальные уравнения Г. Вошни сшс,+с, "-(р-р,), У„Ти ' р.1о ав.ш„„=127,ю" Т-"бр" (2.1) 2 2СС„, — ' С, >С2 " " (р — р,) Р; Ь7,Т, Р' р,Р; если выражение 0,8 и, =127,9В.~Т-"~~р08 С С, 1+2 — С, то Здесь в уравнении С, = 6,18+0,417С„! С„, — для процессов газообмена; С, = 2,28+0,308С„ /ф— для процессов сжатия — сгорания — расширения; С, = 0,00324 — для дизелей с непосредственным впрыскиванием, м/(с К); С, = 1 — 1,2 ехр( — 0,65а, ) .
Кроме того, при определении коэффициентов теплоотдачи рекомендуется использовать также зависимость Г. Хохенберга где С, =130 и С, =1,4. В формулах (2.1) и (2.2) Т. — температура рабочего тела в начале так- та сжатия, К; 2 2 — диаметр цилиндра, м; р, р„р. — текущее давление в цилиндре, окружающей среды и начала сжатия, бар; С вЂ” средняя скорость поршня, м!с; 1;, 1;, ~;,, ~; — объем цилиндра в начале такта сжатия, сгорания, а также текущий и рабочий объем цилиндра, м'; а,— коэффициент избытка воздуха; С„/Си, — отношение тангенциальной скорости вращающе- тося заряда к средней скорости поршня. Поскольку формулы Вошни и Хохенберга не позволяют получить удовлетворительные результаты, то хорошее совпадение значений а с экспериментальными данными вероятно при использовании среднеарифмети- ческого их значения ( Вогиии Х оиеиборг ) 16 В некоторых случаях можно воспользоваться следующей зависимостью для определения коэффициента теплоотдачи со стороны КС (формула Эйхельберга) а = (б,1+ 0,65Р,) 1Т„'~с,„ где Т, — температура начала сжатия, К; С,„— средняя скорость поршня, м1с; Р, — среднее эффективное давление, кг1см (1 МПа = 10 кг/см ).
Мы рассмотрели несколько способов численного определения коэффициентов теплоотдачи на поверхности поршня. С остальными методами расчета можно ознакомиться в специализированной литературе. Практическая часть Решение задачи о тепловом стационарном нагружении поршня вы- полним в несколько этапов. Создание трехмерной модели в любой доступной среде трехмерного моделирования (Бо1й1К'ого, Компас, ВеядпМог1е1ег и т.п.). Создание конечно-элементной модели (КЭМ) поршня. Задание граничных условий теплообмена. Решение стационарной задачи теплопроводности.
Анализ температурного состояния поршня. 1. Создание трехмерной модели Построение трехмерной модели поршня было рассмотрено в предыдущей лабораторной работе, поэтому рассмотрим только выбор материала. 2. Создание конечно-элементной модели поршня Для создания КЭМ модели поршня используем модуль симуляции Апзуз МесЬашса1. Для запуска этого модуля мы должны к уже существующему блоку А, содержащему геометрию поршня, добавить блок, содержащий расчет теплового состояния. Для этого в окне Тоо1Ьох выберем с помощью ЛКМ иконку теплового анализа 6 з~'~Ф~ з"~~~ ть~"пн~ 1дпзтз) и перенесем ее в свободное место в окне (рис.
2.1). Перед нами появится блок В, представляющий собой тепловой расчет поршня и разделенный на элементы (рис. 2.2). Вкратце опишем каждый элемент более детально: Епдтееппд 1)ахи — библиотека, содержащая модели материалов. 6еотеиу — геометрия расчетной модели. Моае1 — этот элемент содержит конечно-элементную сетку геометрической модели. Яешр — блок, содержащий настройки кинематических и силовых ГУ, а также настройки решателя. Яо1иг1оп и РеяиЪ вЂ” решение и просмотр результатов решения. 17 Для того чтобы осуществить связь между блоками, необходимо с нажатой ЛКМ перетащить геометрию модели из блока А в блок В.
После этого окно схемы проекта будет аналогично рис. 2.2. Рис. 2.1. Схема проекта при создании нового блока ъ| Д 'е. 8 2 ~ фф 6еовеЬ~у :2::ф Епдпеепод Оа1а 3 ',.фф 6еове1ту .l' поршень .Ф .:'41 икы $ „яиц 5еьФ 6: ', 5оМ~оп '7 ф йеы)Ь Ф Каемку-ИМе тЬегва~ 0 же) Рис. 2.2. Вид схемы проекта теплового анализа поршня После этого приступаем к созданию конечно-элементной сетки, для чего нажимаем ПКМ на 4-м пункте блока В (см.
рис. 2.2). В появившемся контекстном меню выбираем функцию редактирования ф еаза. для запуска модуля МесЬатса1. Сетка конечных элементов является базисом для построения системы линейных уравнений. Конечно-элементную сетку можно получить двумя способами: автоматически и вручную. При автоматической генерации сетки пользователю остается только визуальная оценка качества сгенерированной сетки. Если она его устраи- вает, то можно переходить к расчетному этапу. Если сетка с точки зрения пользователя является неудовлетворительной, то необходимо настроить параметры построения сетки.
При построении КЭМ поршня необходимо соблюдать ряд простых правил, которые помогут получить качественный и адекватный результат. К таким правилам, прежде всего, стоит отнести: ° для получения качественной картины изменения физической величины размер конечного элемента должен быть на порядок меньше как минимум характерного геометрического размера модели (например, если размер конечных элементов радиуса скругления бобышки составляет 5 мм, то размер конечного элемента должен быть не более 0,5 мм); ° для уменьшения затрат машинного времени необходимо стремиться к снижению количества КЭ, одновременно с этим учитывая возможные последствия такого упрощения; ° для уменьшения количества КЭ возможно исключать из геометрической модели мелкие объекты (радиусы, фаски, насечки и т.д.) при условии, что при этом не будут искажены результаты расчета.
Одновременно с созданием КЭМ поршня рассмотрим основные настройки сеточного генератора (рис. 2.3). Тип сетки . Ко эф ф ициент уплотнения сетки Использовать зависимость размеров Качество сетки 1грубая, средняя. размер конечного элемента Начальный размер элемента Сглаживание Преобразование сетки Настройка криволинейных КЭ Количество узлов -'-'------,— —.---.---.-------:-=:Ф::"4 "„",.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
