Реферат Розрахунок балки і поршня в Ansys

-->> - допускати наявність великих (кінцевих) деформацій і кутів повороту;

- дозволяти виконати інтерактивну оптимізацію та аналіз впливу електромагнітних полів,

- отримувати рішення задач гидроаеродінаміки і багато іншого - разом з параметричним моделюванням, адаптивним перестроюванням сітки, використанням р-елементів і великими можливостями створення макрокоманд за допомогою мови параметричного проектування програми ANSYS (APDL).

1. Розрахунок балки 1.1 Вихідні дані

Вихідні дані:

1 Зусилля;

2 Довжина;

3 Модуль пружності для сталі 45,;/1/

4 Модуль Пуассона,;

5 Розмір сторони квадрата,;

Малюнок 1

Рисунок 1 - Схема балки з доданими силами і монетами

1.2 Розрахунок у ANSYS 1.2.1 Введення параметрів

Utility Menu> Parameters> Scalar Parameters, потім вводимо необхідні для розрахунку параметри і натискаємо кнопку Accept. Всі введені параметри представлені на малюнку 2.

Малюнок 2 - Необхідні параметри для розрахунку

де AOB-площа поперечного перерізу, AOB = A1 * A1;

IZZ1-момент інерції поперечного перерізу, IZZ1 = (A1 ** 4)/12;

M-момент прикладений до балки рами, M = P * L0;

P1-сила прикладена до балки, P1 = 2 * Р.

1.2.2 Завдання елементів

Вибір з бібліотеки тип елемента (Малюнок 3):

Main Menu> Preprocessor> Element Type> Add/Edit/Delete> Add> BEAM (балка)> 2D ELASTIC 3> ОК.

Рисунок 3 - Вибір елемента

Завдання кількісних характеристик елемента:

Main Menu> Preprocessor> Real Constants> Add> OK задаємо характеристики елемента (Малюнок 4), потім OK> Close.

задаються характеристики елемента наведені на рисунку 4.

Малюнок 4 - Кількісні характеристики елемента

1.2.3 Завдання матеріалу

Main Menu> Preprocessor> Material Props> Material Models> Structural> Linear> Elastic> Isotropic> задаємо властивості матеріалу (Малюнок 5)> ОК.

Малюнок 5 - Властивості матеріалу

1.2.4 Створення геометричної моделі

Завдання точок:

Main Menu> Preprocessor> Modeling> Create> Keypoints> In Active CS задаємо координати точок> ОК.

Побудова ліній по двох точках:

Main Menu> Preprocessor> Modeling> Create> Lines> Lines> Straight line Вибираємо точки> Apply.

Склеювання ліній:

Main Menu> Preprocessor> Modeling> Operate> Booleans> Glue> Lines> Pick All.

1.2.5 Генерація кінцево-елементної сітки

Завдання величини елементів:

Main Menu> Preprocessor> Meshing> Size Cntrls> Manual Size> Global> Size> задаємо величину елементів (Малюнок 6)> OK.

Малюнок 6 - Величина кінцевих елементів

Розбивання балки на кінцеві елементи:

Main Menu> Preprocessor> Meshing> Mesh> Lines> Pick All.

1.2.6 Закріплення балки

Main Menu> Preprocessor> Loads> Define Loads> Apply> Structural> Displacement> On Keypoints вказуємо точку яку необхідно закріпити> OK> вибираємо в якій площині необхідно закріпити точку> OK.

1.2.7 Додаток зусиль і моментів

Додаток зусилля в точці:

Main Menu> Preprocessor> Loads> Define Loads> Apply> Structural> Force/Moment> On Keypoints> вказуємо точку в якої необхідно прикласти зусилля> ОК> вибираємо в якій площині діє сила і задаємо її значення (Малюнок 7)> OK.

Малюнок 7 - Завдання зусилля

Додаток моменту в точці:

Main Menu> Preprocessor> Loads> Define Loads> Apply> Structural> Force/Moment> On Keypoints> вказуємо точку в якої необхідно прикласти момент> ОК> вибираємо в якій площині діє момент і задаємо його значення (Малюнок 8)> OK.

Рисунок 8 - Завдання моменту.

1.2.8 Обчислення

Main Menu> Solution> Solve> Current LS> OK.

Збереження лог файлу:

Utility Menu> File> Write DB log file> вибираємо місце де зберегти лог файл і задаємо ім'я лог файлу> ОК.

Лог файл розрахунку балки представлений в додатку А.

1.2.9 Висновок результатів обчислення

Створення таблиць даних для сил і моментів у вузлах I і J:

Main Menu> General Postproc> Element Table> Define Table> у вікні lab вводимо силу або момент і вузол, вибираємо By sequence num, в полі SMISC, дописати цифру (Малюнок 9): XI-1; XJ- 7; YI-2; YJ-8; MZI-6; MZJ-12.

Таблиця даних для сил і моментів представлена ​​на малюнку 10.

Рисунок 9 - Завдання таблиці даних для сил і моментів

Рисунок 10 - Таблиця даних для сил і моментів

Графічний показ епюри поперечних сил (Малюнок 11):

Main Menu> General Postproc> Plot Results> Contour Plot> Line Elem Res> у віконці LabI Elem table item at node I вводимо YI, у віконці LabJ Elem table item at node J вводимо YJ> ОК.

Малюнок 11 - Епюра поперечних сил

Аналіз отриманих результатів:

1 Поперечні сили, що діють на 1 вертикальний стрижень дорівнюють 10000 Н;

2 Поперечні сили, що діють на 2 вертикальний стрижень дорівнюють 100000 Н.

Графічний показ епюри нормальних сил (Малюнок 12):

Main Menu> General Postproc> Plot Results> Contour Plot> Line Elem Res> у віконці LabI Elem table item at node I вводимо ХI, у віконці LabJ Elem table item at node J вводимо хj> ОК.

Рисунок 12 - Епюра нормальних сил

Аналіз отриманих результатів:

Нормальні сили, що діють на горизонтальний стрижень дорівнюють 100000 Н.

Графічний показ епюри згинальних моментів (Рисунок 13):

Main Menu> General Postproc> Plot Results> Contour Plot> Line Elem Res> у віконці LabI Elem table item at node I вводимо MZI, у віконці LabJ Elem table item at node J вводимо MZJ> ОК.

Рисунок 13 - Епюра згинальних моментів

Аналіз отриманих результатів:

Отримані моменти на кожній з ділянок балки представлені на малюнку 13.

Графічний показ прогину балки (Малюнок 14):

Main Menu> General Postproc> Plot Results> Contour Plot> Nodal Solu> DOF Solution> Displacement vector sum> ОК.

Рисунок 14 - Прогин балки

Аналіз отриманих результатів:

Максимальний прогин балки дорівнює 4,256 м.

2. Розрахунок поршня 2.1 Вихідні дані

Вихідними дані для розрахунку поршня:

1 Зусилля діюче на поршень;

2 Довжини;

;

;

.

3...