Розрахунок НДС офісного стільця

      Увагу даної курсової роботи буде загострено саме на стільцях, так, як існує проблема їх ламкості і ненадійності.

      Актуальність питання. Накопичений досвід експлуатації, аналіз відомих випадків відмов конструкцій стільців і їх пошкоджень, а також розвиток методів неруйнівного контролю напівфабрикатів (заготовок) і готових виробів на стадії їх виробництва та експлуатації сприяли радикальній зміні методології в підходах до надійності та довговічності конструкцій. Питання надійності офісних стільців, що є одним з основних елементів у меблевій промисловості, у міру збільшення будівель і втрати актуальності старих меблів, набувають все більшої актуальності.

        Офісний стілець був побудований за кресленням зображеним на (рис 1.1):

Рисунок 1.1 – Офісний стілець

Для побудови офісного стільця використовувались такі інструменти:

- Lofted Surface  (поверхня по перетинах);

- Mirror  (дзеркальне відображення);

- Fillet  (зкруглення);

- Combine  (скомбінувати тіла);

- Split Line  (розділяюча лінія);

- Shell  (оболонка);

- Extruded  Surface (витягнута поверхня)

  Рендер офісного стільця

Рисунок 1.2 – Рендер офісного стільця

Розрахунки

Були проведені 2 розрахунки для пошуку НДС на базі СЕ моделі в системі ANSYS Workbench 14.0 у статичному аналізі:

1) розрахунок НДС офісного стільця, у звичайному положенні у 100 кілограмів на його робочій поверхні;

2) розрахунок НДС офісного стільця, також з вагою 100 кілограмів на його робочій поверхні на задніх ніжках під кутом 15 градусів.

Розрахунки НДС офісного стільця в звичайному положенні

         Постановка задачі (рис. 1.3):

         - вага на сидушці розміром 80 кг; 

         - вага на спинці розміром 20 кг;  

         - закріплення на задніх ногах Displacement, а на передніх ногах Fixed Support.

Рисунок 1.3 – Постановка задачі офісного стільця у звичайному положенні

Результати НДС отримані за допомогою МСЕ показали максимальне напруження у розмірі 80 МПа (рис. 1.4), якщо урахувати те, що межа текучості сталі складає 250 МПа, то коефіцієнт запасу по текучості – 3,125, який означає, що стілець з даного матеріалу витримає вагу до 312,5 кг, що є дуже хорошим показником.  Переміщення стільця склало 5,4 мм (рис. 1.5).

Рисунок 1.4 – Еквівалентні напруження

Рисунок 1.5 – Переміщення офісного стільця

          Другим був розрахований офісний стілець під кутом 15 градусів. Постановка задачі така ж сама, як у попередньому розрахунку.

Результати НДС отримані за допомогою МСЕ показали максимальне напруження у розмірі 68,6 МПа (рис. 1.6), переміщення стільця склало 1,6 мм (рис. 1.7), якщо урахувати те, що межа текучості сталі складає 250 МПа, то коефіцієнт запасу по текучості – 3,644, який означає, що стілець з даного матеріалу витримає вагу до 364,4 кг, що є дуже хорошим показником. 

Рисунок 1.6 – Еквівалентні напруження

Рисунок 1.7 – Переміщення офісного стільця

Висновок

У результаті проведеного дослідження були отримані дані, що дозволяють оцінити працездатність змодельованих конструкцій офісного стільця на основі напружено-деформованого стану, при використанні навантаження розміром у 100 кілограмів у звичайному положенні та під кутом 15 градусів.

У розрахунку офісного стільця були отримані результати НДС, за якими можна зробити висновок, що стілець зі сталі має дуже хороші показники.

Розрахунки у звичайному положенні отримали напруження 80 МПа, а переміщення 5,4 мм. Він витримає у 3 рази більшу вагу.

Розрахунки під кутом 15 градусів отримали напруження 68,6 МПа, а переміщення склало 1,6 мм. А цей розрахунок буде витримувати у 3,5 рази більшу вагу.

Можна зробити висновок, що офісний стілець повинен існувати, так, як цей матеріал має свої властивості і може бути використаний тільки у приміщеннях.