Работа № 3 моделирование напряженного состояния цилиндра с поршнем, нагруженным внутренним давлением. Статика
Цель:
анализ напряжений и деформаций,
возникающих в стенках цилиндра и
определение максимального внутреннего
давления
,
при котором возникает раздача цилиндра
и его отрыв от поршня.
Задача: определить эквивалентные напряжения и перемещения в стенках цилиндра.
Моделируемая конструкция (рис. 4) строится как осесимметричная модель 2D. Она состоит из нескольких частей: основание цилиндра, стенки цилиндра, верхнее основание цилиндра, шток и поршень. Определяют закрепления, накладываются связи между частями и прикладывается нагрузка - внутреннее давление .
Рис. 4. Моделируемая конструкция
Толщина верхнего основания цилиндра 30 мм, отверстие на верхнем основании цидиндра 20 мм.
Шток: диаметр 20 мм, длина 200 мм.
Поршень диаметр 30 мм, толщина 30 мм.
На рис.5 представлена осесимметричная расчетная модель поршня с цилиндром.
Рис. 5. Осесимметричная модель цилиндра с поршнем состоит из: основание цилиндра (зеленый цвет), стенки цилиндра с верхним основанием (красный цвет), шток (голубой цвет) и поршень (коричневый цвет)
Выполнение работы
Загружаем Autodesk Simulation Multiphisics.
New FEA Model выбрать liner Material Models
В контекстном меню слева открыть Unit Systems Display Units<Metric mks (SI)>нажать на правую клавишу мыши (ПКМ) Activate
В контекстном меню слева открыть Analysis Type <Static stress with liner material model>
В Planes выделить Plane 2 < YZ(+X)>.
На открывшемся поле будем выполнять чертеж.
Для осесимметричных деталей чертеж детали должен быть выполнен только на поле с координатами YZ, ось Z является осью симметрии. Чертеж выполняется только в поле с положительными значениями Y,Z.
Справка: чертеж можно выполнить в AutiCad в положительных (!!!) значениях координат x y. Затем чертеж надо открыть в Autodesk Simulation Multiphisics. Чтобы чертеж открылся в координатах ZY, необходимо преобразовать чертеж в YZ план. Open→тип файлов AutoCAD DWG(*.dwg)→в окне активируется Option→OK→в окошке «свойства CAD import» поставить галочки в окошках Wireframe, Drawing is 2-D , выбрать in XY Plane, Transform to YZ plane (for 2-D elements), Import blocks as separate parts выбрать Yes→OK.
Справка: как активировать 3-D Visualization^
Tools→Application options→Results→3-D Visualization→поставить галочку в Visualize 2-D в 3-D→OK
Обязательно давать название отдельным частям конструкции (part 1, part 2 и т.д.).
Лабораторную работу выполнять по своему варианту согласно приложению В.
4.1. Part 1. Нижний фланец цилиндра
Ввести данные для part 1, part 2, part 3, part 4 по своему варианту, размеры даны в мм.
Draw→Line . Дать номер части Part 1.
Поставить галочку только в Use as Сconstruction.
Начальная точка 1 с координатами 0, 0, 0. Поэтому нажимаем Enter.
Part 1 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
x |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
y |
0 |
40 |
40 |
30 |
0 |
0 |
z |
0 |
0 |
20 |
20 |
20 |
0 |