Вопросы для самоконтроля

1. Какие задачи позволяет решить программа Autodesk Simulation Multiphysics.

2. Сформулировать задачу по определению местных напряжений около отверстий в плоских пластинах при одноосном напряженном состоянии. Результаты расчетов.

3. Сформулировать задачу по определению местных напряжений около галтелей, кольцевых канавок в ступенчатых валах при различных нагружениях. Результаты расчетов.

4. Сформулировать задачу по определению напряженно-деформированного состояния осесимметричных конструкций. Результаты расчетов.

5. Анализ напряженного состояния конструкции с помощью программы Autodesk Simulation Multiphysics. Результаты.

6. Анализ деформации конструкции конструкции с помощью программы Autodesk Simulation Multiphysics. Результаты.

2.2 Методики проведения прочностного расчета с использованием программы Autodesk Simulation Multiphysics

1. Определение местных напряжений около отверстий в пластинах при одноосном растяжении

Цель: оценить влияние отверстий конструктивного или технологического назначения на концентрацию напряжений в пластине большой ширины ( ) при одноосном растяжении.

Задача: выполнить модели пластинок с различными отверстиями, приложить нагрузку (одноосное растяжение) и провести сравнительный анализ по напряжениям и деформациям.

Исходные данные:

Размеры пластинок: 100×100×5. ( )

Давление .

Варианты отверстий:

а) отверстие диаметром (рис. 14 , а)

б) овальное отверстие , (рис. 14, б)

в) правильный треугольник с высотой Н=9, радиусом скругления ( рис. 14, в)

г) квадратное отверстие , радиус скругления * (рис. 14, г).

Выполнение работы

В AutoCad создать модель пластины с отверстием по заданным размерам. Сохранить с названием Пластина. Dwg.

Открыть программу Autodesk Simulation Multiphisics.

1. Открыть файл Пластина. dwg

В окне Unit System выбрать систему СИ, ОК.

В окне Choose Analysis Type выбрать тип анализа Static Stress with Linear Material Models. OK

Загрузится модель пластины с отверстием.

Справка:

ПКМ – правая кнопка мыши;

ПКЛ = левая кнопка мыши.

2. В дереве построения выполнить следующие действия.

Открываем Units System, наводим курсор на Display Units<Metric mks (SI). →ПКМ→Activate.

Открываем Pats.

Parts 1 →ПКМ→Дать название «Пластина».

Element Type →ПКМ→Brick.

Словарик:

Truss - ферма

Beam - луч

Membrane - мембрана

2-D – 2 D

Brick – кирпич

Plate - плита

Tetrahedron - тетраэдр

Spring – пружина, рессора

Rigid – жесткая

Gap - разрыв

Thin Composite – тонкий составной

Thick composite (Sandwich) – толстый составной (сэндвич)

Element Definition→ПКМ→Edit Element Definition→OK.

Material <Unnamed>→ПКМ→Edit Material→Steel→ASTM→ASTM A36 Steel, bar→OK.

Справка:

ASTM A36 Steel, bar – аналог

стали В Ст 3сп ГОСТ 14637-89. Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества.

На панели открываем вкладку Mesh →Generate 3D Mesh. (CAD Mesh Options и Surface при этом активируется.)

Справка:

можно увеличить число разбиений

на конечные элементы.

Открываем Surface, находим Surface 14 (боковая поверхность расположенная перпендикулярно оси x в положительном направлении)→ПКМ→Add→Surface Presse→в окне выбрать Traction, в X Magnitude ввести 100 →ОК

Находим Surface 12 (боковая поверхность расположенная перпендикулярно оси x в отрицательном направлении)→ПКМ→Add→Surface Boundary Condition→Fixed→OK.

Полученная расчетная модель показана на рис. 24.

Рис. 24. Расчетная модель пластины с отверстием круглой формы, нагруженная растягивающим усилием

3. На панели открываем вкладку Analysis.

Нажимаем на Run Simulation. Откроется окно Results.

Результаты расчета эквивалентных напряжений по Мизесу показаны на рис. 25.

Рис. 25. Распределение эквивалентных напряжений

(по Мизесу) при растяжении пластины