www.proCae.ru - это последняя модификация нескольких сайтов CAD, CAE и CAM тематики. На страницах ресурса Вы найдете хорошие статьи, посвященные таким СAD, как SolidWorks, Компас AutoCAD, расчетам в таких CAE, как Ansys, Ansys CFX, Fluent, Star-CD, QForm и многое другое.
| Индекс материала |
|---|
| Посадка с натягом |
| Вторая |
| Все страницы |
M_M: Preferences – Structural (структурный анализ) – ОК.
M_M: Preprocessor – Element Type – Add/Edit/Delete – Add. В поле Element type reference number ввести 1 (номер первого набора свойств). В правом окне выбрать Brick&node 45 (трёхмерный восьмиузловой элемент). Нажать Ок – Close.
Задание материала для шатуна: M_M: Preprocessor – Material Props – Constant – Isotropic – Ok. В окне Isotropic Material Properties в поле Ex (модуль Юнга) ввести 2е11, в поле NUXY (коэффициент Пуассона) ввести 0,26. Нажать Apply.
Задание материала для подшипниковой втулки: в окне Isotropic Material Properties в поле Specify material number ввести номер второго набора свойств: 2 (бронза). Нажать Ок. В окне Isotropic Material Properties в поле Ex (модуль Юнга) ввести 1,03е11, в поле NUXY (коэффициент Пуассона) ввести 0,25. Нажать Ok.
Рисунок 0.1 - Эскиз модели .
Ввиду того, что моделируемые детали являются симметричными относительно вертикальных осей, для решения задачи достаточно создать сектор модели (180 градусов)(см. рисунок 1). M_M: Preprocessor –Modeling – Create – Volumes – Cylinder – Partial Cylinder (построение части цилиндра). В поля WP X, WP Y ввести координаты центра цилиндра: 0; 0.
В поле Rad-1 ввести радиус внутренней окружности поршневой головки шатуна: 0.024 (24 мм).
В поле Theta-1 ввести начальный угол построения: 270.
В поле Rad-2 ввести радиус внешней окружности поршневой головки шатуна: 0.033 (33 мм).
В поле Theta-2 ввести конечный угол построения: 90.
Depth ввести ширину поршневой головки: 0.046 (46 мм). Нажать Ок.
Рисунок 1 - Эскиз модели
Все твёрдые примитивы в Ansys создаются с основанием в рабочей плоскости. Для создания стержня шатуна необходимо переместить и повернуть рабочую плоскость: U_M: WorkPlane – Offset WP by Increments. В поле X, Y, Z Offsets ввести (через запятые): 0, -0.02, 0.023 (смещение рабочей плоскости на 23 мм вдоль оси головки шатуна и на 20 мм вниз в вертикальной плоскости). Apply. В поле XY, YZ, ZX Angles ввести: 0, -90, 0 (поворот рабочей плоскости на 90 градусов). Ок.
M_M: Preprocessor – Modeling – Create – Volumes – Block – By 2 Corners&Z.
В поля WP X, WP Y ввести координаты одной из точек параллелепипеда: 0, -0.0115.
В поле Width ввести ширину параллелепипеда: -0.0165.
В поле Height ввести длину параллелепипеда: 0.023.
В поле Depth ввести высоту параллелепипеда: -0.03.
Рисунок 2 - Объём для создания стержня шатуна
Для разделения заготовки стержня шатуна на два объёма ввести: M_M: Preprocessor – Modeling – Operate – Booleans – Divide – Volume by Area (разделение объёма секущей поверхностью). Левой кнопкой мышки указать объём стержня шатуна, Apply. Выбрать секущую поверхность – наружную поверхность головки шатуна, Ок.
Для удаления лишнего объёма (верхней части стержня шатуна) выбрать: M_M: Preprocessor – Modeling – Delete – Volume and Below (удаление объёмов и элементов, их составляющих – поверхностей, линий и точек). Указать объём, составляющий верхнюю часть стержня шатуна, Ок (см. рисунок 3).
M_M: Preprocessor – Meshing – Size Cntrls – Lines – Picked Lines.
Для разбиения в радиальном направлении:
Левой кнопкой мыши указать две верхние вертикальные линии (линии в радиальном направлении), Apply.
В поле NDIV ввести 2 (два конечных элемента вдоль линии).
В поле SPACE ввести 0.5 (число 0.5 показывает, что конечные элементы будут располагаться вдоль линии таким образом, что размер элемента, ближайшего к внутренней окружности головки, будет в два раза меньше размера элемента, ближайшего к внешней её окружности). КЭ меньшего размера будут располагаться ближе к подшипниковой втулке, Apply. Далее указать две нижние вертикальные линии, Apply. В поле NDIV ввести 2, в поле SPACE ввести 0.5.
Для разбиения в осевом направлении:
Выбрать одну из линий, составляющих полуокружности головки, Apply.
В поле NDIV ввести 4, в поле SPACE ввести 1, Apply.
Для разбиения в окружном направлении:
Выбрать одну из линий, составляющих полуокружности головки, Apply. В поле NDIV ввести 6, в поле SPACE ввести 1, Ок.
M_M: Preprocessor – Meshing – Size Cntrls – Lines – Picked Lines.
Выбрать одну из дуг, образующих верхнюю поверхность объёма стержня шатуна, Apply.
В поле NDIV ввести 1, в поле SPACE ввести 1. Выбрать одну из вертикальных линий и одну из линий, направленных вдоль оси поршневой головки, Apply.
В поле NDIV ввести 2, в поле SPACE ввести 1, Ок.
M_M: Preprocessor – Meshing – Mesh – Volumes – Mapped 4 to 6 sided – Pick All.
Рисунок 4 - КЭ модель
Для обеспечения монолитности КЭ-модели шатуна произвести слияние узлов его поршневой головки и стержня: M_M: Preprocessor – Numbering Ctrls – Merge Items. В списке Label выбрать Nodes. В поле Toler ввести расстояние между сливающимися узлами: 0.0005. Ок.
Для создания подшипниковой втулки таким образом, чтобы её торцы находились на одинаковом расстоянии от торцов поршневой головки шатуна, необходимо передвинуть рабочую плоскость (вдоль оси головки и втулки) и повернуть её:
U_M: WorkPlane – Offset WP by Increments. В поле XY, YZ, ZX Angles ввести (через запятые): 0, 90, 0 (поворот рабочей плоскости на 90 градусов). Ok.
U_M: WorkPlane – Offset WP to – Global Origin (возвращение системы координат в первоначальное состояние).
U_M: WorkPlane – Offset WP by Increments.
В поле X, Y, Z Offsets ввести (через запятые): 0, 0, 0.002 (смещение рабочей плоскости). ОК.
M_M: Preprocessor –Modeling – Create – Volumes – Cylinder – Partial Cylinder.
В поля WP X, WP Y ввести координаты центра втулки: 0; 0.
В поле Rad-1 ввести радиус внутренней окружности втулки: 0.021 (21 мм).
В поле Theta-1 ввести начальный угол построения: 270.
В поле Rad-2 ввести радиус внешней окружности втулки: 0.025 (25 мм).
В поле Theta-2 ввести конечный угол построения: 90.
В поле Depth ввести ширину втулки: 0.042 (42 мм). Нажать ОК.
Рисунок 5 - Головка шатуна в сборе с втулкой
