Поверочный расчет проектируемой детали

Одна из деталей конструкторской разработки по выбору студента рассчитывается с применением программного продукта «Топсистемы» T-Flex – 3D «Анализ». Данный программный продукт позволяет с доста­точной точностью определить возникающие деформации, напряжения в проектируемых деталях и конструкциях. Применение T-Flex – 3D «Ана­лиз» экономит время, силы и материальные ресурсы, так как позволяет спроектировать деталь, приложив действующие силы, ограничения, свя­зи, определить деформации и действующие напряжения. Программа по­зволяет своевременно (до выпуска детали) скорректировать форму и материал, добавить ребра жесткости или применить другие конструктор­ские решения, а так же позволяет убрать лишний материал тем самым позволяет уменьшить вес конструкции и размеры детали. С помощью программы T-Flex – 3D «Анализ» деталь приобретает оптимальную форму и материал в начале цикла своей жизни.

В основе расчетов положен принцип конечно-элементного анализа.

Этапы выполнения расчетов

1. Создание 3D модели поверяемой или рассчитываемой детали

2. Определение сил действующих на деталь

3. Расчет

4. Оценка полученных результатов

5. Изменение геометрических параметров или материалов

6. Расчет

7. Оценка полученных результатов

8. Подготовка отчета

Примечание: Пункты 5, 6, 7 могут повториться неоднократно для достижения оптимальных значений

Рассмотрим на примере выполнение раздела поверочного расчета.

Для поверочного расчета принимаем деталь (сложной формы) - упорная лапа. Допустим, что «Упорная лапа» (см. рис. 8.1) применяется в подъемнике легковых автомобилей до 3,5 тонн и служит для крепления лапы держателя к подвижной части соединения винт-гайка. Отверстия в части балки предназначены для фиксации штырями выдвижной лапы (см. рис. 8.2).

Этапы наложения сил на деталь в программе T-Flex Анализ

1. Запустить задачу на статику (Анализ → Новая задача)

2. Создать сетку (Анализ → Сетка). Размер сетки выбирайте исходя из необходимой точности. Пример: если деталь имеет сложную форму или множество отверстий то выбирается более мелкая сетка, если форма простая (швеллер, уголок, труба, двутавр и т.п.), то сетка берется крупная.

3. Наложение материала на деталь (Анализ → Материал…). Материал берется из конструктивных особенностей применяемой детали, т.е. конструктором – студентом. Если материал не выбран по умолчанию или не подходит, то необходимо выбрать из библиотеки или занести свои значения из справочника для созданного материала.

4. Расставить действующие силы (Анализ → Нагружения).

5. Расставить ограничения, фиксации (Анализ → Закрепления).

6. Выполнить расчет (Анализ → Расчет).

7. При необходимости внести изменения в геометрию или в материал детали.

8. Произвести расчет с новыми параметрами.

Рассмотрим на нашем примере.

Материал лапы выбираем Ст3.

На лапу действует сила веса автомобиля:

Масса автомобиля = 3,5 тонн = 3500 кг = 34335 Н

Лап в подъемнике – 4 штуки, значит на 1 лапу действует сила:

(8.1)

Лапа закреплена шарнирно со стороны втулки.

Силу необходимо приложить в конце лапы (см. рис. 8.3).

 

Рис. 8.1. Упорная лапа

 

 

Рис. 8.2. Автомобильный подъемник до 3,5 тонн

 

Рис. 8.3. Схема сил действующих упорную лапу

 

Запустим расчет и по завершении посмотрим результат.

Результаты поверочного расчета.

Коэффициент запаса прочности по напряжениям (рис. 8.4).

Рис. 8.4. Коэффициент запаса прочности по напряжениям

 

Коэффициент запаса равен отношению допускаемого напряжения для данного конструкционного материала к напряжению, полученному в результате расчёта. Если это отношение приближается к единице, или меньше её, условие прочности перестаёт выполняться и, следовательно, в конструкцию необходимо вносить изменения, т.е. k = [ s ] _доп / [ s ] _расч.

k = 2,2841 > 1 – условие выполнено

Рис. 8.5. Коэффициент запаса по эквивалентным напряжениям

 

Рис. 8.6. Модуль перемещения (деформация детали)

Пример оформления графической части на листе формата А1

 

Выводы

Коэффициент запаса прочности по напряжениям составил k = 2,29.

Суммарные напряжения в детали концентрируется в месте сварки втулки к квадрату лапы (см. рис. 8.5) (значение max). Максимальные суммарные напряжения составили = 6,5∙108 Н/м²

Деформация детали упругая и не вызывает разрушения.

Величина прогиба составила 1,7 мм.

Размеры детали подобранны, верно.

 

⇐ Предыдущая14151617181920212223Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: