Modelowanie Wspomagające Projektowanie Maszyn

HTML
DOWNLOAD

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Modelowanie Wspomagające Projektowanie Maszyn"

Władysław Żurek
8 lat temu
Przeglądów:

1 Modelowanie Wspomagające Projektowanie Maszyn TEMATY ĆWICZEŃ: 1. Metoda elementów skończonych współczynnik kształtu płaskownika z karbem a. Współczynnik kształtu b. MES i. Preprocesor ii. Procesor iii. Postprocesor c. Warunki brzegowe d. Zbieżność metod numerycznych 2. Statyczne pomiary tensometryczne pomiar naprężeń w zginanym dwuteowniku a. Doświadczenie b. Model analityczny naprężenia normalne i styczne, ugięcie c. Model numeryczny MES 3. Wyboczenie pręta smukłego a. Doświadczenie wyznaczenie siły krytycznej b. Rozwiązane analityczne: i. Przypadek 1 ii. Przypadek 2 iii. Przypadek 3 iv. Przypadek 4 c. Model numeryczny MES (SolidWorks, Ansys) 4. Połączenia części maszyn połączenie nitowe a. Doświadczenie b. Model analityczny obliczanie nitów i blach c. Model numeryczny MES

2 1 LWM Metoda elementów skończonych Współczynnik kształtu płaskownika z karbem Tablica 1 Maksymalne naprężenia osiowe x max w modelu 2karby.GEO przy obciążeniu osiowym skrajnych pionowych krawędzi równomiernym naprężeniem wywołującym w płaszczyźnie symetrii modelu naprężenia nominalne nom = 100 MPa L.p. Parametry geometryczne Parametry modelu MES x max R B A L ER EC H ND EL obliczone z literatury mm mm mm mm mm mm MPa MPa gdzie: ER średni rozmiar elementów skończonych, EC średni rozmiar elementów skończonych w pobliżu wybranych krawędzi, H = 0 elementy 4-węzłowe, H = 1 elementy 8-węzłowe, ND liczba węzłów w modelu, EL liczba elementów w modelu. Sprawozdanie powinno zawierać: 1. Nazwę programu MES. 2. Nazwę zadania i rysunek modelu. 3. Tablicę Wykres współczynników kształtu k = x max / nom na podstawie obliczeń MES i z literatury w funkcji analizowanego parametru.

3 2 LWM Statyczne pomiary tensometryczne Pomiar naprężeń w zginanym dwuteowniku Maksymalne ugięcie u D, naprężenia normalne A i styczne C przy sile = 15 kn Lp. x Zmierzone Teoretyczne u D A C u D A C mm mm MPa MPa mm MPa MPa Średnia Dla układu półmostkowego odkształcenia względne w miejscu naklejenia tensometru czynnego wynoszą: U 2, k U gdzie k = 2,1 - czułość tensometrów. W zakresie sprężystym naprężenia normalne 2 E U A E. k U W punkcie C panuje stan czystego ścinania, w którym odkształcenia główne 1 = 2 występują w kierunkach pod kątem 45 do osi belki. Maksymalny kąt odkształcenia postaciowego = 1 2, więc dla stanu czystego ścinania = 2 1 a maksymalne naprężenia styczne występujące w punkcie C 2 U 2 E U C G 2 G. k U k (1 ) U Ugięcie w środku belki ( L = 2a ) liczymy ze wzoru zawierającego poprawkę uwzględniającą wpływ odkształceń postaciowych na ugięcie: gdzie A s = pole środnika. u D 3 1 L 1 L, 48 E J 4 G A z s

4 Sprawozdanie powinno zawierać: 1. Szkic belki z usytuowaniem tensometrów. 2. Opis aparatury pomiarowej. 3. Tablicę z wynikami pomiarów. 4. Obliczenia wielkości teoretycznych u D, A, C dla = 15 kn i x = a. 5. Wykres zależności teoretycznej = (x) i = (x) dla 0 < x < a i = 15 kn z zaznaczonymi wynikami pomiarów.

5 3 LWM Wyboczenie pręta smukłego Sprawozdanie z ćwiczenia stanowi podpisany wydruk komputerowy + opracowanie własne. i Doświadczalne wyznaczanie sił krytycznej Siła pionowa Współrzędna Przemieszczenie Stosunek i u i f i = u i u 0 f i / i N mm mm mm/n 0 0 u Sprawozdanie powinno zawierać: 1. Opis stanowiska. 2. Tablicę z wynikami (Wydruk cześć doświadczalna oraz część teoretyczna dla jednego przypadku podparcia). f 3. Wykres we współrzędnych (, f ) z zaznaczonymi punktami pomiarowymi i prostą regresji f f kr f Obliczoną siłę krytyczną f kr jako wartość współczynnika kierunkowego prostej regresji. f 5. Obliczoną siłę krytyczną ze wzoru Eulera (dla czterech przypadków porównanie wyników). 6. Porównanie wartości sił krytycznych dla czterech przypadków podparcia i obciążenia Rysunek 1.

6 gdzie: l w długość wyboczeniowa (zredukowana) kr 2 EI l, 2 w Rysunek 1. Długość wyboczeniowa dla czterech różnych przypadków podparcia i obciążenia (Przypadek 1, 2, 3, 4) Przypadek Tabela 1. Siła krytyczna Naprężenia

7 4 LWM Połączenia części maszyn Połączenie nitowe Schemat połączenia nitowego Obliczanie połączeń nitowych wytrzymałość nitów na ścinanie 1 max A o m dop wytrzymałość nitów na nacisk powierzchniowy p max A 1 n p dop wytrzymałość blachy na rozciąganie max A b dop Oznaczenia: siła obciążająca połączenie 1 siła obciążająca jeden nit A o pole powierzchni przekroju poprzecznego otworu nitowego m liczba ścinanych przekrojów w jednym nicie A n pole powierzchni nacisku blachy na nit A b pole powierzchni przekroju poprzecznego blachy w miejscu otworów

8 Sprawozdanie powinno zawierać: 1. Opis i rysunek badanej próbki. 2. Opis i schemat stanowiska do badań. 3. Wyniki obliczeń teoretycznych. 4. Wyniki badań doświadczalnych wartość siły zrywającej wykres rozciągania opis zniszczenia próbki 5. Porównanie wyników uzyskanych z obliczeń teoretycznych, badań doświadczalnych i MES.

Podobne dokumenty

Wytrzymałość Konstrukcji I - MEiL część II egzaminu. 1. Omówić wykresy rozciągania typowych materiałów. Podać charakterystyczne punkty wykresów.

Wytrzymałość Konstrukcji I - MEiL część II egzaminu 1. Omówić wykresy rozciągania typowych materiałów. Podać charakterystyczne punkty wykresów. 2. Omówić pojęcia sił wewnętrznych i zewnętrznych konstrukcji.