Поиск по базе сайта:
Цели работы icon

Цели работы




Скачати 69.94 Kb.
НазваЦели работы
Дата конвертації28.12.2012
Розмір69.94 Kb.
ТипДокументи
1. /Ansys_LAB_1/Ansys1.doc
2. /Ansys_LAB_1/Ansys2.doc
3. /Ansys_LAB_1/Ansys3.doc
4. /Ansys_LAB_1/Ansys4.doc
5. /Ansys_LAB_1/AnsysD5.doc
6. /Ansys_LAB_1/LAB_ANS_1.doc
7. /Ansys_LAB_1/LAB_ANS_4.RTF
8. /Ansys_LAB_1/LAB_ANS_5.RTF
9. /Ansys_LAB_1/LAB_ANS_6.RTF
10. /Ansys_LAB_1/LAB_ANS_7.RTF
11. /Ansys_LAB_1/LAB_ANS_8.RTF
12. /Ansys_LAB_1/LAB_ANS_9.RTF
Цели работы
Цели работы
Цели работы
Цели работы
Цели работы
2 2 Ввод имени задачи
Лабораторная работа №4 Общие процедуры теплового анализа Краткий обзор алгоритма решения задач теплового анализа
Лабораторная работа №5 Модальный анализ Теоретические основы модального анализа
Анализ динамических процессов Краткий обзор методов исследования динамических процессов
Лабораторная работа №7 Гармонический анализ
Лабораторная работа №8 Метод суперпозиции в случае линейных систем для этих целей может эффективно использоваться метод суперпозиции форм (мод)колебаний Метод
Лабораторная работа 9 Спектральный анализ


2. АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ГИДРОЦИЛИНДРА

Цели работы:


  • закрепление навыков использования программного комплекса ANSYS для расчета осесимметричных задач упругого деформирования конструкций.

  • освоение методик: построения плоских твердотельных моделей с помощью ключевых точек, разбиения областей сложной формы на конечные элементы, определение параметров жесткого контакта, отображения результатов расчета в виде графиков.

Постановка задачи.


Типовая конструкция литого гидравлического цилиндра плунжерного типа с опорой на фланец изображена на рис.1а. Все размеры на рисунке даны в миллиметрах. Максимальное давление в полости цилиндра – 32 МПа. Цилиндр изготовлен из стали 45Л. Требуется определить максимальные напряжения, деформации и перемещения цилиндра.



Рис.1. Принципиальная и расчетная схемы.

Расчетная модель


Считаем, что давление жидкости на стенки цилиндра действует вне зоны установки уплотнителя (эта зона на рис. 1б показана штриховой линией). В учебных целях упрощаем сечение цилиндра, исключая внешние приливы в местах посадки в траверсу, а также расточки под уплотнения и крепление цилиндра.

Последовательность решения задачи


В процедуре решения задачи подробно описаны только те действия, которые не выполнялись в лабораторной работе 1. Напоминаем, что препроцессор Ansys не предусматривает «отката», поэтому во избежание потери данных следует регулярно сохранять данные.

  1. Создание модели (Preprocessing)

    1. Определение имени и типа задачи

  • Имя задачи: cyl

  • Тип задачи: статическая задача механики деформируемого твердого тела

    1. Построение геометрической модели.

В данной задаче воспользуемся построением сечения по ключевым точкам (keypoints).

      1. Вычисление координат ключевых точек.

В качестве ключевых точек удобно использовать точки пересечения прямых линий сечения цилиндра без учета галтелей. Система координат приведена на рис. 1б. В этой системе координат, например, ключевая точка, определяющая пересечение внешней конической поверхности с опорной плоскостью фланца имеет координаты r, z =(315,150).

      1. Построение ключевых точек

M_M: Preprocessor  -Modeling - Create  Keypoints  On Working Plane

  • Ввести с клавиатуры координаты точек через запятую (например 315,150). Ввод каждой пары координат завершается нажатием клавиши Enter на клавиатуре.

  • После ввода последней пары нажать OK в окне Create KPs on WP

  • Обновить информацию в графическом окне U_M: Plot  Replot

      1. Построение линий, ограничивающих сечение

M_M: Preprocessor  -Modeling - Create  -Lines- Lines  Straight Line (прямая линия)

  • Указателем курсора и левой клавишей мыши выбираем точки, определяющие начало и конец линии. Повторяем эту операцию для всех линий сечения.

  • OK

Выполняем скругления.

M_M: Preprocessor  -Modeling - Create  -Lines- Line Filet

  • OK

  • В поле RAD появившегося окна ввести необходимый радиус скругления

  • Apply

  • Повторить операцию скругления для других линий

  • OK

      1. Создание области по граничным линиям.

M_M: Preprocessor  -Modeling - Create  -Areas- Arbitrary (произвольный)  By Lines

  • В появившемся окне выбора нажать кнопку Pick All (выбрать все)

Созданная область закрашивается монотонным цветом.

      1. Создание линии контакта области со станиной

Для задания линии контакта следует также определить две ключевые точки. Одна ключевая точка создана препроцессором при образовании радиуса скругления у опорной поверхности. (Убедитесь в этом, выполнив следующую последовательность команд U_M: Plot  Keypoins  Keypoints . Возврат к изображению всех построенных графических примитивов U_M: Plot  Multiplots). Вторую ключевую точку следует задать правее на 20…30 мм крайней точки опорной поверхности. По этим двум точкам следует построить прямую линию.

Для более точного указания точек в процессе построения следует увеличить масштаб изображения

U_M: PlotCtrls  Pan, Zoom, Rotate

  • Мышью выделите окно вокруг контактной поверхности и созданых ключевых точек

Для возврата к изображению всего сечения нажмите экранную клавишу Fit.

    1. Определение типа и свойств элементов (Element Type) – выбрать элемент PLANE42 (Quad 4 node 42). Не забудьте указать опцию, указывающую на осесимметричное напряженное состояние.

    2. Задание свойств материала (Material Properties): модуль упругости 2105 МПа, коэффициент Пуассона 0.3. Сохраните созданную модель в отдельном файле (например, model.db).

    3. Разбиение модели на конечные элементы (Meshing)

M_M: Preprocessor  Meshing tools …

      1. Задание типа, свойств и параметров элементов на которые будет разбит объект (область, объем, линия и т.п.).

      2. Определение размеров элементов

Сложные области удобно разбивать на конечные элементы, используя автоматическое разбиение (SmartSize). В этом случае препроцессор пытается адаптировать сетку к геометрической форме сечения, в частности, сгущая ее вблизи галтельных переходов.

  • Мышью активизируйте функцию SmartSize.

  • С помощью горизонтального лифта установить значение 5 (1 – мелкая сетка, 10 – грубая сетка). для решения задачи о концентрации напряжений лучше выбирать более мелкую сетку, однако в данном случае мы ограничены возможностями учебной версии программы.

      1. Выбор формы элементов, метода разбиения и разбиение объекта

  • Quad (прямоугольные элементы), Free (свободное разбиение)

  • Mesh

  • Pick All (т.е. выбираем все отображенные площади)

Если качество сетки нас удовлетворяет, то запоминаем исходные данные. Если нет, то очищаем область (Clear), а затем изменяем параметры автоматического разбиения, либо переходим к «ручному» разбиению области.

      1. Сохраните сетку в файле с названием mesh.db

    1. Определение контакта между фланцем и станиной.

Считаем, что станина абсолютно жесткая.

M_M: Preprocessor  -Modeling - Create  Contact Pair  Contact Wizard

  • Выбрать Target Surface: on Lines (по линиям).

  • Выбрать Target Type: Rigid (жесткая контактная поверхность)

  • Нажать Pick Target (выбрать цель)

  • Поскольку указан жесткий тип контакта, то на экране остается только одна линия, которую можно выбрать в качестве жесткой. остальные линии принадлежат области, разбитой на элементы – следовательно линии, принадлежащие этой области не могут быть жесткими. Указателем курсора выбрать линию контакта.

  • OK

  • NEXT

  • Выбрать Contact Surface: on Lines

  • Нажать Pick Contact

  • Указателем курсора выбрать линию, принадлежащую контактной поверхности фланца

  • OK

  • NEXT

  • В открывшемся окне в поле: Coefficient of friction ввести: 0.1 (коэффициент трения 0.1)

  • Create

  • Проверить, чтобы направления нормалей контактирующих поверхностей были направлены навстречу друг другу.

  • Finish

  1. Приложение нагрузок и получение решения (Solving).

    1. Задание граничных условий (loads): граничных перемещений задавать не надо, внешние нагрузки – давление 32 МПа.

    2. Определение типа анализа и опций (вариантов) анализа.

M_M: Solution  -Analysis Type – Sol’n Control

Вввиду того, что наличие контакта определяет нелинейный характер решаемой задачи, следует задать опции, определяющие процесс итерационного решения. Например, так, как это было сделано в задаче 2 лабораторной работы 1.

    1. Счет

  1. Просмотр результатов (Postprocessing)

    1. Вызов главного построцессора и чтение результатов

    2. Отобразите деформированную форму области. Зарисуйте полученную деформированную форму цилиндра в увеличенном масштабе. Верните масштаб изображения перемещений к истинному значению

    3. Отобразите радиальные перемещения. Определите максимальную величину перемещений, которая определяет минимальный зазор в посадке цилиндра в станине. Нанесите значение перемещений на эскиз, сделанный ранее.

    4. Отобразите вертикальные перемещения. Определите максимальное значение вертикальных перемещений и нанесите его на эскиз.

    5. Отобразите эквивалентные напряжения. Определите максимальные эвивалентные напряжения. Нанесите точку с максимальными значениями напряжений на эскиз деформированного состояния.

    6. Создайте пространственное изображение цилиндра в разрезе с распределением эквивалентных напряжений. Запомните это изображение в файле

U_M: PlotCtrls  Hard Copy  To File

  • Выбрать подходящие форматы графических файлов

  • Изменить имя файла

  • OK

  • Откройте Проводник, найдите созданный графический файл и просмотрите изображение.

    1. Отобразите радиальные, осевые и тангенциальные напряжения. Нанесите точки с максимальными и минимальными значениями этих напряжений на эскиз.

    2. Постройте эпюру распределения радиальных, тангенциальных и осевых напряжений в стенке цилиндра на расстоянии 800 мм от нижней кромки фланца.

      1. Определение линии, вдоль которой будет построена эпюра

M_M: General Postproc Path Operations  Define Path  On Working Plane

  • С клавиатуры набрать координаты точек, определяющих линию, вдоль которой будет построена эпюра. Первая точка с координатами 190,800 – на внутренней поверхности цилиндра, вторая – на внешней поверхности (ее координаты определите сами). Ввод каждой пары координат заканчивается нажатием клавиши Enter на клавиатуре.

  • OK

  • В поле Name набрать имя пути

  • OK

  • Закрыть появившееся окно

      1. Определение величины, для которой будет построена эпюра

M_M: General Postproc Path Operations  Map onto Path

  • В поле Lab задать идентификатор графика (например, Sr)

  • Выбрать результат, который будет соответствовать данному идентификатору (например, Stress SX)

  • Apply

  • Повторить выбор для осевых (идентификатор Sz) и тангенциальных (St) напряжений.

  • OK

      1. Построение эпюры

M_M: General Postproc Path Operations  - Plot Path Item – On Graph …

  • В поле Item выбрать заданные выше идентификаторы

  • OK

  • Запишите экстремальные значения тангенциальных, осевых и радиальных напряжений вдоль выбранной линии

      1. Изменение внешнего вида эпюры - измените оси графика:

U_M: PlotCtrls  Style  Graph  Modify Axes

  • Изменить названия осей: в поле /AXLAB X-axis label ввести t, mm; в поле /AXLAB Y-axis label ввести Sigma, MPa

  • Измените диапазон изменения ординат: в поле /YRANGE отметить Specified range; в поле YMIN, YMAX ввести значения желаемого диапазона изменения величин, желательно подобрать их кратными 10

  • Назначьте количество засечек на осях X и Y в полях NDIV

  • OK

  • Для просмотра изменений используйте U_M: Plot  Replot.

  • Если результаты изменения графика вас не удовлетворят, повторите настройку с новыми значениями.

  • Зарисуйте полученные эпюры в отчет

  1. Выход из программы



Отчет должен содержать название, цели работы, описание задачи, расчетную модель и результаты, полученные в процессе решения. Рекомендуется также записать основные приемы работы с графическим препроцессором, освоенные в ходе занятия.




Схожі:




База даних захищена авторським правом ©lib.exdat.com
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації