Основы САПР (CAD,CAM,CAE) - (Кунву Ли)(2004) (951262), страница 53
Текст из файла (страница 53)
ем только координаты по продол ьной оси или только азимут аив обвасти. Теперь мы должвы определить область приложения на:.'''ь будет прикладываться в том месте, где ын„В нашем примере нагрузка гр,фх ая крышка соединяется с кор у с корпусом телефоиа. Эта область является чам мы должны задать часть этой поверхстыо лицевой поверхности, поэтому мы иоети.
Область опред . Об ределяется кривыми, которые строятся непосредственно иа йойерхиости детали. 1). П вая ситуация состоит в том, что крышка зуц(Гйуо, мы авлеииую вниз силу в узко ко й контактной области. где опускаюшаяся -'„" рьь касается корпуса телефопа рис. фо ( . 8.37). Суммарная нагрузка состав- -0,2 Н иаправлеиии з в контактной области и ' „п1Н виаправлеииихи —, в ' . 6.2."й'8 направлении г в области шарниров. Систе тема самостоятельно рассчитьщйэт распределенную нагрузку при указании суммарной силы, действуюпугпзпа какой-либо участок (рис. 8.37). . кзтжтвеагег я узок (случай 2). Вторая ситуация состоит в том, что крышка дается и поворачивается. Мы имитттруем эту ситуацию ад з аиием иа::~ЙВа~к'.
об " . 8.38. В этом случае величины действуюших сил 4~ьм~а изображеииои иа рис. 0,2 Н, аправлеиия их действия противоположны. р~ётиаковы и равиы,, но и ра Рго/МЕЙН позволяет использовап элементы двух типов: истема О трехмерные тет азд т раздрические элементы для моделирования объемных пли толстых компонентов; О плоские треугольиые и гольиые и квадратные элементы оболочек для моделирования тонких компонентов. ось, в пастояшем примере мы будем использовать объемпыс Как уже отлтечалосгч (тетраэдрические элем . лемеиты), чтобы не тратить время иа преобразование объемиой людели к оболочке перед построением сетки.
оценив ее качество, мы можем решить повысить его в отлсльИзучив сетку и оценив вых участках. ы мо . М можем угазать дополиителытые параметры сетки ц выполнить построение сиова. Для получеиия приемлемой сетки обычио требуется несколько итераций. '~.",". 9. Первстрсвиие сетки. Количество ячеек иа рис. 8.39 слишком велико: их около 70 000, что затрудняет анализ и требует слишком больших ресурсов. Нужно уменьшить количество яч к. тво ячеек. Для этого мы увеличим локальный минимальвьш размер элемента в тех ч а в тех частях, которые ие влияют ца качество анализа. о ячеек до 20 000 Последовательными приближениями мы уменьшили количество ячеек до (рис.
8АО). Рис. 8.37. Нагрузки и граничные Рис. 8.38. Нагрузки и граничные условия славия для лервсй ситуации условия для второй ситуации ить с конечных элементов ' 8. От(вика севки. Теперь система может постро етку г.(рие. 8.39). Размер элемеитов может быть задан двум я способами. Ело ьмальиый размер элемента иые параметры сетки — это максимальныи и мини во всей модели.
Локальные параметры сетки— и — максимальный и мииималь- . Н в ок стиости точки. а иый размер злемецта иа ребре, поверхности или ре еэ з аиия коикретвых значении практике удобио бывает построить сетку беэ задан кр ить па ам ам нужные параметров и изучить результат, который может послужить хорошей отправкой точкой.
Затем при веобходимости можно пРисвоить п Р етр значения и повторить процесс построения. Рис. 8.39. Исходная сетка построена Рис. 8.40. Новая сетка ~!'.~10. Вывод дапцыт систвмгк моделирлвглшя. Если мы пл ру ани ем выполнять анализ методом конечных элементов в другой программе. мы дол олжны создать выходм;: пои файл с данными о сетке, который будет содержать: О элементы и узлы сетки в формате, совместимом с к ре оик твой п юграммой анализа; О эсе ограничения, иаложепные па модель; 5 .тх, О параметры всех использованных материалов.
В вашсм примере мы создадим выходнои файл дл я АЫЗ"т'з ;,;. 11. Рвшеяае а т(вюса результатов. Выходной файл системы моделирования считывается програ ммой АХБ'т"Я. после чего выполняется анализ методом конеч- подшипник) Всз размеры указаны з мм Вопросы и задачи иых элементов. После выполнения анализа можно изучить его результаты— распределения напряжений и смешений (рис. 8.41). Результаты совпадают с нашими интуитивными предположениями о том, что напряжения будут мак- симальны в области крепления крышки к корпусу. б РИС. В.ч1.
РяэуЛЬтатЫ аНаЛИЗа: а — раСПрвдВЛЕНИЕ Налряжзинй дпя СпуЧая 1; 6 — для случая 2 .1. Представьте, что вы должны спроектировать и выпусппь подвесной кронштейн. ,, Сначала вам нужно построить модель, рассчитать распределение смешений и напряжений, проанализировать эффективность модели и оптимизировать ее форму, Для этого можно воспользоваться средствами моделирования и ана- лиза методом конечных элементов. При помощи коммерческого программно- го пакета типа ХАБТКАЫ или АХЗУБ решите следующие задачи'.
1) В препроцессоре или программе конечнозлементного моделирования постройте исходную модель изображенного на следующем рисунке подвесного кронштейна и задайте параметры материалов: толщина 10 мм; модуль 1Онга Е = 2,07х10п Н/м~; плотность р = 7,8х10 кг/ммз; коэффициент Пуассона р = 0,3. 2) Запустите программу анализа и получите решение для исходной модели с учетом изображенной на рисунке нагрузки. (Совет: рассчитайте нагрузку, создаваемую подшипником„по формуле ВР - Г/й(, где Р = 5000 Н. Для боковых элементов задайте значение 0,001.) 3) При помощи постпроцессора получите графики распределения смешений и напряжений. 2. Проанализируйте распределение температуры в окне с неизолированной тянутой металлической рамой в зимний день. При помощи коммерческого пакета конечноэлементного моделирования постройте модель и сетку из й- элементов, пригодных для анализа распределения температур. Для построения модели вы можете воспользоваться плоскими примитивами, объединяя Ф":; их при помощи булевских операций.
Модель состоит из различных материалов, поэтому вы должны создавать ячейки с разными свойствами. (Предположение: окно считается бесконечно длинным. Модель должна представлять собой полосу единичной толщины.) Поперечное сечение окна и все его размеры пряведены на рисунке. Размеры указаны в дюймах. ' Чертежи к задачам этой главы взяты нэ книпк Введение в А1тЯУЯ Вес. 5ВА, тсм 2: решения задач. Перепечатано с разрешения АХНУВ, 1пс. (СапспэЪпгй, РА).
нна 1 аг Внешние ые Дднабетнческае усвоен (нет тмнкншренеса через край) Аднабатическае услое (нет тее1опереноса через «раа) ;ф;:::,'~~3фнрте решение для окна из задачи 2, к которому приложена нагрузка в со- ~!~фбкствии с приведенным ниже рисунком. Постройте распределение темпе. 3ФФуры. 4. Постройте модель втулки показанной на рисунке и выполните статический анализ методом конечных элементов. Модель можно построить из трех примитивов, например цилиндра, призмы и кирпича, соединив их двумя булевскими операциями.
Все размеры указаны в дюймах, О радиус цилиндра: 0,55; О длина цилиндра: 2,0; О сила: 100 фунтов. Глава 9 Оптимизация Оптимизация, как мы говорили в главе 1, — это один из этапов процесса разра.; 4отки, то есть часть жиженного цикла продукта, а потому технологии оптимиза;: ции также относят к средствам автоматизированного проектирования. В прин:.
'. ципе, весь процесс проектирования можно считать оптимизацией, потому что в :-"этом процессе создается несколько альтернативных проектов, из которых зыби':-;. раетгя один лучший. Это утверждение становится верным, если понимать слово «оптимизация» в очень широком смысле. Однако обычно под оптимизацией пойймается не выбор одной из нескольких альтернатив (таких, например, как за(глепка, болт и скоба), а скорее, выбор оптимального размера одной из них (на:,,:;агрзвиер, заклепки).
Понимаемая в этом смысле оптимизация уже является .: - $асгью процесса проектирования, а не самим этим процессом. ФЛ. Постановка задачи :, . Оптимизация конструкции требует ее параметриэации, дающей возможность :-; )х1сематривать альтернативные конструкции, изменяя значения параметров. Нагяйгмер, при разработке цилиндрического сосуда для хранения газов под давлецг1ем параметрами были бы средний диаметр, толщина, высота и используемый 'Зуатериал.
Различные наборы значений параметров будут давать разные сосуды. ,.:В:Зависимости от ситуации. некоторые параиетры могут не иметь степеней свобццы из-за ограничений. Например, у нас может быть только один материал, так 4ео» для оптимизации сосуда остались бы только средний диаметр, толщина и :;, ' Йв(сота. Мерой качества сосуда может быть максимально допустимое давление, ::;,цоделенное на вес. Средний диаметр, толшина и высота будут варьируемыми .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
