Курсовой по МКЕ, часть 2

В современном мире мало кто сомневается в бесценности человеческой жизни. Но даже существующие сомнения резко сокращаются, как только дело доходит до вопроса необходимости сохранности собственной жизни и жизни близких людей.

В рамках этого курсового осуществлена попытка сформулировать те вопросы надежности карабина, который применяется в туризме, альпинизме, промышленном альпинизме, дельтапланеризме, парашютном спорте и смежных областей, которые можно и целесообразно решать при помощи современного программно-аппаратного обеспечения.

Карабин — основной соединительный инструмент между двумя предметами, имеющими петли, применяется для страховок, самостраховок, в качестве блоков, для соединения верёвок со скальными крюками и др.Также в силу своей универсальности используется (в различных вариантах) в рюкзаках, ранцах, сумках, крепление для связки ключей и т. д. Более подробно читайте в первой части курсового по МКЕ.

Целью данного курсовика было построить модель в CAD системе, построить КЭ модель, структурированную КЭ модель, протестировать модель несколько раз и сравнить результаты.

Для анализа я выбрала пожарный карабин, который Вы уже видели в предыдущей моей статье. Заново его конструкцию я описывать не стану.

Работа была выполнена в таких программных комплексах: CAD система SolidWorks 2008, а так же CAE системе Femap.

            Для построения сетки были взяты значения в 4, 2 и 1 мм. КЭ сетка, для которой Element size=0,004 выглядит в системе так:

КЭ сетка с Element size=0,002:

КЭ сетка с Element size=0,001:

        Для построения структурированной сетки в CAE системе нужно было сначала разбить "крюк" на отдельные тела с помощью таких фичеров в SolidWorks2008 как Surface-Extrude, Split, Body-delete. 

Следующим шагом было импортирование геометрии в Femap. Там я использовала группы, чтобы тела разбить на сетку. 

Количество элементов задавалось разное. Минимальное было 2 на линию.

В Femap каждое тело разбивалось с помощью HexMesh, т.е бриками. Результат можно посмотреть ниже:

 Увеличенный вид сетки в шарнирной части карабина

 Увеличенный вид сетки в замковом соединении

Сетка, построенная с использованием бриков

Результаты тестовых расчетов

Разницу между напряжениями и перемещениями, которые были посчитаны приведены в табл. 1

Таблица 1

Element size	Напряжения	Перемещения
0,004	2,071е9	0,0269
0,002	1,069е9	0,0348
0,001	6,615е9	0,0321

Изображения напряжений с сетками 4, 2 и 1 мм соответственно. 

Перемещения:

В данной работе исследовалось напряженно-деформированное состояние (НДС) карабинов. В то же время в этой курсовой работе не затронуты вопросы анализа влияния конструктивных и технологических параметров на их напряженно-деформированное состояние.

Расчет на прочность - это актуальная проблема для людей занимающихся альпинизмом, скалолазанием, промышленным альпинизмом, спелеологией,  дельтапланеризмом, парашютным спортом, роупджампингом и многих других смежных видах деятельности.

Для решения задачи об анализе прочностных, жесткостных и других характеристик, определяющих надежность, долговечность и эффективность оборудования, использовался обобщенный параметрический подход совместно с методом конечных элементов.

Над данной конструкцией будут проводится дальнейшие исследования.