понедельник, 14 мая 2012 г.

Исследование напряженно-деформированного состояние макета тепловоза.

    В данной публикации будет рассказано краткое описание того, как провести линейный статический расчет, при помощи метода конечных элементов в программном комплексе Femap 10.2. На примере расчетной модели будет взято задание из моей курсовой работы "Исследование напряженно-деформированного состояние макета тепловоза серии 2ТЕ10М".



      

     Первым делом нам понадобится геометрия, в моем случае была взята геометрия макета тепловоза построенная в программном комплексе SolidWorks 2008. А вообще у нас имеется два способа получения модели:

  1. Создание модели с помощью CAD пакета (SolidWorks, PTS Creo, Siemens NX и тд.). 
  2. Создание модели при помощи функционала в фемапе. Он конечно более плох по функционалу, но построить не сложную геометрию можно без труда.

Рисунок 1 - Геометрическая модель.


Следующий шагом было создание Propertes и Materials. Это можно сделать нажав в дереве модели на Model. Итак свойства материала которые были приняты в этот анализе это:
·        Модуль упругости 2,1*е11 Па.
·       Коэффициент Пуассона 0,3.
·        Плотность 7800 кг/м2.
      Затем используя этот материал создали 4 Propertes для поверхностных и твердотельных элементов:
       ·      для Plate элементов с толщиной 0,3мм;
               ·      для Plate элементов с толщиной 1мм;
       ·      для Plate элементов с толщиной 1,2мм;
       ·    для Solid элементов;

      Следующим шагом было создание конечно-элементной модели. Когда у нас есть геометрия и заданы все свойства, нам необходимо применить эти свойства к поверхностям. Это можно сделать с помощью функции Mesh→MeshControl→Attributes on Surface. После чего задать размер конечно-элементной сетки и соответственно создать саму сетку. Размер можно задать операцией находящийся Mesh→MeshControl→SizeAlong Curve. Разбить геометрию на конечные элементы можно с помощью функции Mesh→Geomerty→Surface для поверхностных элементов и Mesh→ Geomerty→HexMesh Solid для твердотельных элементов.
       

Рисунок 2 - Конечно-элементная модель.

      Далее нам необходимо задать закрепления и нагрузку конструкции. Это можно сделать нажав правой кнопкой мыши в дереве модели на Constraints и Loads и создать Sets. Закрепление в моей модели были заданы в 2 местах. На передней нижней части конструкции где происходит крепление к колесной части тепловоза было зафиксировано по всем степеням свободы, а с задней нижней части было зафиксировано все кроме перемещение по оси Х.
Рисунок 3 - Места закрепления конструкции.

      Далее было создано 2 Loads Set'a. Первый воздействие растягивающей силы и массы двигателя. Второй воздействие сжимающая силы и массы двигателя. Масса двигателя равна 200кг, растягивающая и сжимающая силы по 1000кг. Длина конструкции равна 2м.

Рисунок 4 - Места прикладывания нагрузок

     Создание расчетной модели на этом было закончено, нам осталось посчитать конструкцию и проанализировать результаты. Для того чтобы посчитать конструкцию нам необходимо создать Analyses Sets. Их нам нужно так же 2 на каждый из Loads Sets. Чтобы создать Analyses Sets в дереве модели правой кнопкой на Analyses и Manage, далее New выбираем тип анализа в нашел случае Static. Когда анализы были созданы нажимаем на Analize чтоб посчитать конструкцию.
Рисунок 5 - Напряжения в конструкции при воздействие сжимающей силы.


Рисунок 6 - Суммарные перемещения конструкции при воздействие сжимающей силы.

Рисунок 7 - Напряжения в конструкции при воздействие растягивающей силы.

Рисунок 8 - Суммарные перемещения конструкции при воздействие растягивающей силы.





       Более подробную информацию и проекте вы можете прочитать в отчете и презентации на Scribd.com.


Комментариев нет:

Отправить комментарий