Определение местных напряжений и деформаций в кольцевых канавках и галтелях круглого стержня при различных видах нагрузки
Цель: оценить влияние канавок и галтелей конструктивного или технологического назначения на концентрацию напряжений в стержне при различных видах нагружения.
Задача: выполнить модели стержней с кольцевой канавкой и галтелью, приложить нагрузку и провести сравнительный анализ по напряжениям и деформациям.
Кольцевая канавка
Размеры
стержня с кольцевой канавкой: диаметр
стержня D
(мм), диаметр канавки
,
длина стержня
(мм).
Канавку выполнить по середине стержня.
Радиус
скругления канавки:
Приложить нагрузку для различных вариантов нагружения.
Вариант а: растяжение.
Нагрузка
давление
Сравнить
напряжения в канавке с номинальными
(
).
.
Вариант б: изгиб.
Изгибающая
сила
Определить напряжения в зоне канавки и сравнить с напряжениями в этом же месте для стержня без канавки.
Вариант в: кручение.
Нагрузка:
Определить напряжения и угол закрутки торца стержня без канавки.
2.2.2.2. Вал с галтельным переходом
Размеры
вала: больший диаметр стержня D
(мм), меньший диаметр стержня d
(мм). Длина каждой ступени 50 мм. Отношение
радиуса канавки к меньшему диаметру
0,01.
Приложить нагрузку для различных вариантов нагружения.
Вариант а: растяжение.
Нагрузка
Определить напряжения в зоне галтели
Вариант б: изгиб.
Нагрузка
Определить напряжения в зоне галтели и перемещение свободного конца вала для.
Вариант в: кручение.
Нагрузка:
Определить напряжения в зоне галтели и угол закручивания.
Справка:
Как изменить сетку.
Mesh →Generate 3D Mesh. Затем Mesh (ниже на панели) → Enchance Surface Mesh →- ввести значение сетки →Mesh → Done
Как приложить единичную силу к узлу.
На панели Selection →Vertices. Выделить необходимый узел на модели (появится точка), затем ПКМ→ Add →Nodal Force. В открывшемся окне ввести значение силы в окно Magnitude, и выбрать направление по одной из осей или направление вектора, если вектор силы не6 совпадает ни с одной из осей.
Как приложить Мкр.
Для того, чтобы приложить Мкр необходимо создать дополнительную конструкцию из только из балок или пластин (beam, plate) и к этой конструкции приложить узловой Мкр.
1. Разбить поверхность на сетку. Mesh. При необходимости уменьшить величину сетки. Выделить поверхность к которой прикладывается Мкр.
2. Draw →Draw →line. В открывшемся окне убрать Use as Construction. Добавить Single line.
Начертить конструкцию из линий. Линии чертить из центра торца вала привязывая концы отрезков к узлам (а). (чем больше будет элементов конструкций, тем лучше). Из центра провести перпендикуляр, используя приращение по оси (б).
а б