ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY



Podobne dokumenty
ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY

ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY w Szczecinie

ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY w Szczecinie

ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY w Szczecinie

ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY

ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY

ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY w Szczecinie

ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY w Szczecinie

ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY

ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY w Szczecinie

ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY

ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY w Szczecinie

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z metody elementów skończonych w programie ADINA

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z metody elementów skończonych w programie ADINA

Analiza obciążeń baneru reklamowego za pomocą oprogramowania ADINA-AUI 8.9 (900 węzłów)

1.Otwieranie modelu Wybierz opcję Otwórz. W oknie dialogowym przechodzimy do folderu, w którym znajduje się nasz model.

POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA KATEDRA MECHANIKI I PODSTAW KONSTRUKCJI MASZYN

Analiza obciążeń belki obustronnie podpartej za pomocą oprogramowania ADINA-AUI 8.9 (900 węzłów)

Analiza obciążeń baneru reklamowego za pomocą oprogramowania ADINA-AUI 8.9 (900 węzłów)

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych Numeryczne metody analizy konstrukcji

Metoda Elementów Skończonych - Laboratorium

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z metody elementów skończonych w programie ADINA

Analiza nieliniowej odpowiedzi żelbetowej belki pod obciążeniem statycznym w programie MIDAS FEA

Przykład rozwiązania tarczy w zakresie sprężysto-plastycznym

Przykład rozwiązania tarczy w zakresie sprężysto-plastycznym

ANALIZA RAMY PŁASKIEJ W SYSTEMIE ROBOT. Adam Wosatko

1. Dostosowanie paska narzędzi.

Przeprowadź analizę odkształceń plastycznych części wykonanej z drutu o grubości 1mm dociskanej statycznie do nieodkształcalnej ściany.

ANALIZA STATYCZNA PŁYTY ŻELBETOWEJ W SYSTEMIE ROBOT. Adam Wosatko

ANALIZA RAMY PRZESTRZENNEJ W SYSTEMIE ROBOT. Adam Wosatko Tomasz Żebro

Modelowanie obiektowe - Ćw. 1.

Obsługa programu Soldis

POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA KATEDRA MECHANIKI I PODSTAW KONSTRUKCJI MASZYN

Obliczenie kratownicy przy pomocy programu ROBOT

WYZNACZANIE PRZEMIESZCZEŃ SOLDIS

Analiza dynamiczna fundamentu blokowego obciążonego wymuszeniem harmonicznym

POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA KATEDRA MECHANIKI I PODSTAW KONSTRUKCJI MASZYN

Rys. 1. Rozpoczynamy rysunek pojedynczej części

F+L STATIK DO ROZWIĄZANIA PŁASKIEGO USTROJU PRĘTOWEGO.

Kultywator rolniczy - dobór parametrów sprężyny do zadanych warunków pracy

Sławomir Milewski - Wprowadzenie do systemu MES ALGOR Strona 1 z 13

POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA KATEDRA MECHANIKI I PODSTAW KONSTRUKCJI MASZYN

Własności materiału E=200e9 Pa v=0.3. Preprocessing. 1. Moduł Part moduł ten słuŝy do stworzenia części. Part Create

Obliczenie kratownicy przy pomocy programu ROBOT

Modelowanie krawędziowe detalu typu wałek w szkicowniku EdgeCAM 2009R1

Politechnika Poznańska KONSTRUKCJA FORM WTRYSKOWYCH

Wprowadzanie zadanego układu do

Wprowadzenie układu ramowego do programu Robot w celu weryfikacji poprawności uzyskanych wyników przy rozwiązaniu zadanego układu hiperstatycznego z

Wykonanie ślimaka ze zmiennym skokiem na tokarce z narzędziami napędzanymi

Analiza fundamentu na mikropalach

Obiekt 3D. Instrukcja wykonania pionka. Autor: Bartosz Kowalczyk. Na podstawie pracy Marcina Wawrzyniaka. Blender 2.61

Politechnika Poznańska

Rejestracja faktury VAT. Instrukcja stanowiskowa

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 4

Politechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

Przykład analizy nawierzchni jezdni asfaltowej w zakresie sprężystym. Marek Klimczak

ALGOR. Rozwiązanie tarczy (PSN) w systemie elementów skończonych. Sławomir Milewski - Rozwiązanie tarczy (PSN) w systemie MES Algor Strona 1 z 13

Badanie diody półprzewodnikowej

Wymiarowanie, kreskowanie, teksty

RYSUNEK TECHNICZNY I GEOMETRIA WYKREŚLNA INSTRUKCJA DOM Z DRABINĄ I KOMINEM W 2D

Modelowanie mikrosystemów - laboratorium. Ćwiczenie 1. Modelowanie ugięcia membrany krzemowej modelowanie pracy mikromechanicznego czujnika ciśnienia

124 Do planszy definicji kombinacji wg EN dodano przycisk Grupowo ułatwiający przygotowanie wariantów obciążeń wg wzoru 6.10b.

Symulacja zamknięcia pojemnika PP tutorial Abaqus 6.5-1

Ćwiczenia nr 4. Arkusz kalkulacyjny i programy do obliczeń statystycznych

Wprowadzenie układu ramowego do programu Robot w celu weryfikacji poprawności uzyskanych wyników przy rozwiązaniu zadanego układu hiperstatycznego z

Uruchomić programu AUI kliknięciem ikony znajdującej się na pulpicie. Zadanie rozwiązać za pomocą systemu ADINA.

Temat: Komputerowa symulacja procesu wytłaczania w programie ANSYS LS-DYNA

7 Magazyn [ Magazyn ] Magazyn

Podczas tej lekcji przyjrzymy się, jak wykonać poniższy rysunek przy pomocy programu BobCAD-CAM

Ćwiczenie 5: Analiza pól elektromagnetycznych w programie FEMM cz. 1

1.1. Przykład projektowania konstrukcji prętowej z wykorzystaniem ekranów systemu ROBOT Millennium

GRAFIKA INŻYNIERSKA INSTRUKCJA PODSTAWOWE KOMENDY AUTOCADA - TRÓJKĄTY

8. Sprzedaż SQLogic Sprzedaż

Instytut Technologii Informatycznych w Inżynierii Lądowej (L-5) Rozwiązanie zadania stacjonarnego przepływu ciepła w tarczy w systemie MES ALGOR

IRONCAD. Przykład I IRONCAD Konstrukcja obudowy z blachy

1 Tworzenie brył obrotowych

Raport z obliczeń Przepust dla zwierząt DN2500

Praktyczne wykorzystanie arkusza kalkulacyjnego w pracy nauczyciela część 1

Rys.1. Technika zestawiania części za pomocą polecenia WSTAWIAJĄCE (insert)

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 2

W tym ćwiczeniu zostanie wykonany prosty profil cienkościenny, jak na powyŝszym rysunku.

Tworzenie dokumentacji 2D

Analiza kinematyczna i dynamiczna układu roboczego. koparki DOSAN

POLITECHNIKA KRAKOWSKA im.t.kościuszki Wydział Inżynierii Lądowej Instytut Technologii Informatycznych w Inżynierii Lądowej L-5 MIDAS FEA

W module Część-ISO wykonać kubek jak poniżej

Obszar dyskretyzacji. 0.12m. 0.6 m. rys 1. Do rozwiązania powyższego zadania użyjemy systemu ADINA. Po uruchomieniu programu

9 Zakup [ Zakup ] Zakup

Utworzenie aplikacji mobilnej Po uruchomieniu Visual Studio pokazuje się ekran powitalny. Po lewej stronie odnośniki do otworzenia lub stworzenia

3.7. Wykresy czyli popatrzmy na statystyki

Zaznaczanie komórek. Zaznaczenie pojedynczej komórki polega na kliknięciu na niej LPM

Bryła obrotowa, szyk kołowy, szyk liniowy

Tworzenie prezentacji w MS PowerPoint

Modelowanie i obliczenia statyczne kratownicy w AxisVM Krok po kroku

Ćwiczenie 10 Wizualizacja

TWORZENIE OBIEKTÓW GRAFICZNYCH

Spis treści Szybki start... 4 Podstawowe informacje opis okien... 6 Tworzenie, zapisywanie oraz otwieranie pliku... 23

Arkusz kalkulacyjny EXCEL

Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

AutoCAD 1. Otwieranie aplikacji AutoCAD AutoCAD 1

10 Płatności [ Płatności ] 69

Transkrypt:

ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY w Szczecinie Z ACHODNIOPOM UNIWERSY T E T T E CH OR NO SKI LOGICZNY KATEDRA MECHANIKI I PODSTAW KONSTRUKCJI MASZYN Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z metody elementów skończonych Ćwiczenie nr 7 Wyznaczanie sztywności sprężyny płaskiej na podstawie obliczeń w programie Nastran FX 2013 Dr inż. Rafał Grzejda Szczecin 2014

23 4 23 4 100 100 Cel ćwiczenia Zapoznanie się ze sposobem rozwiązywania prostych zagadnień płaskich w programie Nastran FX 2013. Temat zadania Zadanie polega na wyznaczeniu sztywności sprężyny płaskiej, której schemat pokazano na rys. 1a. Sprężynę wykonano ze stali o parametrach: - moduł Young'a E = 2.1 10 5 MPa, - współczynnik Poisson'a = 0.28. Grubość sprężyny wynosi 1 mm. Układ utwierdzono i obciążono w sposób podany na rys. 1b. Wypadkowa siła F z = 5 N. a) b) Z ZY Y X X Y Y X X 50 2 50 2 F z F Rys. 1. Model sprężyny (na podstawie [2]): a) schemat, b) sposób utwierdzenia i obciążenia Sztywność sprężyny k należy obliczyć ze wzoru z k (1) 2 F z przy czym przez z śr oznaczono średnie pionowe przemieszczenie prawej (obciążonej) strony sprężyny wyznaczone z zależności z 1 sr n sr z i n i 1 gdzie z i jest pionowym przemieszczeniem i-tego węzła krawędzi, do której dodano siłę F z. Dodatkowo należy podać wartość największych naprężeń zredukowanych (według hipotezy von Mises'a) w materiale sprężyny i miejsce ich występowania. (2)

Budowa modelu fizycznego 1. Rozpoczynamy nowy projekt, naciskając ikonkę New znajdującą się na Pasku Szybkiego Dostępu W okienku Analysis Setting: - zaznaczamy typ modelu (3D), - wybieramy system jednostek (N, mm, J, sek.) Wybór zatwierdzamy klikając na klawisz OK. 2. Projekt zapisujemy pod nazwą: Sztywnosc sprezyny.nfxn, korzystając z ikonki Save znajdującej się na Pasku Szybkiego Dostępu 3. Definiujemy rodzaj materiału. W tym celu w drzewku Model wybieramy Material, a następnie za pomocą prawego przycisku myszy (PPM) Add Isotropic... W okienku Material definiujemy rodzaj materiału, jako stal stopową (Alloy Steel) 3

Wybór zatwierdzamy naciskając przycisk OK. 4. Definiujemy ogólne właściwości modelu sprężyny. W tym celu w drzewku Model wybieramy: Property 2D, a następnie za pomocą PPM Add... W okienku Create/Modify 2D Property, w zakładce Plate: - wybieramy zdefiniowany wcześniej rodzaj materiału (1: Alloy Steel), - zaznaczamy układ współrzędnych, jako globalny kartezjański (Global Rectangular), - definiujemy jednorodną grubość płyty równą 1 mm Wybór zatwierdzamy klikając na klawisz OK. 4

5. Tworzymy geometrię modelu sprężyny. Wybierając ikonkę Point na Wstążce: Geometry Point & Curve wywołujemy zakładkę Tabular Input w okienku Point, w której definiujemy współrzędne wszystkich punktów geometrii modelu pręta (zgodnie z rys. 1 oraz rys. 2a) Proces tworzenia punktów kończymy naciskając przycisk OK. Analogicznie tworzymy zarys zewnętrzny elementarnych powierzchni sprężyny. Wybierając ikonkę Profile znajdującą się na Wstążce: Geometry Point & Curve wywołujemy okienko Profile, w którym definiujemy linie (lub ich grupy profile) 5

Kończąc tworzenie danej linii (lub profilu) każdorazowo naciskamy na PPM. Proces tworzenia całego zarysu kończymy klikając na klawisz OK. Schemat zewnętrznego zarysu wydzielonych powierzchni sprężyny przedstawiono na rys. 2b. a) b) Rys. 2. Proces tworzenia modelu fizycznego sprężyny: a) punkty geometrii, b) linie łączące punkty geometrii Budowa modelu dyskretnego 1. Rozpoczynamy od określenia rozmiarów elementów na poszczególnych krawędziach, na podstawie których utworzona zostanie siatka elementów. Wybierając ikonkę Size Ctrl. na Wstążce: Mesh Control wywołujemy okienko Size Control, w którym narzucamy zadany na rys. 3 podział krawędzi, wykorzystując poznany podczas wykonywania ćwiczenia nr 3 (Tworzenie siatki elementów skończonych w programie Nastran FX 2013 [1]) sposób podziału linii, polegający na wskazaniu liczby elementów na linii (Number of Divisions). Po utworzeniu podziału odpowiednich krawędzi na daną liczbę elementów, klikamy na klawisz Apply. Na koniec całego procesu podziału, naciskamy przycisk OK 6

7

2. W kolejnym kroku tworzymy dyskretny model sprężyny. Wybierając ikonkę 2D na Wstążce: Mesh Generate wywołujemy okienko Generate Mesh (Edge). W zakładce Map-Area wskazujemy odpowiednie krawędzie, tworząc siatkę elementów skończonych osobno dla każdej z powierzchni. Nie podajemy informacji na temat rozmiaru elementu (Mesh Size). Zatwierdzenie krawędzi definiujących daną powierzchnię następuje przez kliknięcie na klawisz Apply Proces tworzenia siatki dla wszystkich powierzchni elementarnych kończymy naciskając przycisk OK. Rys. 3. Dyskretny model sprężyny 8

Aby narzucić jednolity kolor dla wszystkich elementów, wybieramy ikonkę Change Color na Wstążce: Tools Geometry W wywołanym w ten sposób okienku Change Color, w zakładce Mesh, wskazujemy elementarne siatki oraz wybrany kolor Żeby wskazać wszystkie elementarne siatki, wybieramy Mesh w drzewku Model, następnie za pomocą lewego przycisku myszy (LPM) i przy włączonym na klawiaturze klawiszu Ctrl zaznaczamy siatki elementarne Obliczenia i analiza wyników obliczeń 1. Model sprężyny utwierdzamy zgodnie ze schematem podanym na rys. 1b. W tym celu w drzewku LBC wybieramy Boundary Condition, a następnie za pomocą PPM Add Constraint Fixed... W okienku Constraint: 9

- wpisujemy nazwę utwierdzenia (Name = BC1), - wybieramy miejsce utwierdzenia na krawędzi (Type = Edge), - definiujemy rodzaj utwierdzenia (wybieramy ikonkę Fixed) Wskazujemy odpowiednią krawędź i swój wybór zatwierdzamy naciskając przycisk OK. 2. Do modelu sprężyny dodajemy obciążenie zgodne ze schematem przedstawionym na rys. 1b. W tym celu w drzewku LBC wybieramy Static Load, a następnie za pomocą PPM Force... W okienku Force: - wpisujemy nazwę obciążenia (Name = L1), - wybieramy miejsce obciążenia na krawędzi (Type = Node), - definiujemy wartość obciążenia (wpisując F Z = -1 N) 10

Wskazujemy odpowiednią krawędź i swój wybór zatwierdzamy klikając na klawisz OK. Widok modelu sprężyny, utwierdzonego i obciążonego, pokazano na rys. 4. Rys. 4. Model sprężyny 3. Określamy rodzaj analizy. Wykorzystujemy do tego celu ikonkę General znajdującą się na Wstążce: Analysis Analysis Case W okienku Add/Modify Analysis Case: - wpisujemy tytuł analizy (Title = Sztywnosc sprezyny), - określamy rodzaj analizy (Solution Type = Linear Static) Wybór zatwierdzamy klikając na klawisz OK. 4. Rozpoczynamy obliczenia. W tym celu w drzewku Analysis & Results wybieramy zdefiniowany wcześniej tytuł analizy, a następnie za pomocą PPM Solve 11

5. Analizujemy interesujące nas wyniki obliczeń. Rozpoczynamy od określenia danych, które będziemy analizować. W tym celu w drzewku Analysis & Results wybieramy Linear Static (Required), a następnie za pomocą PPM Insert Analysis Results... W okienku Insert Analysis Result definiujemy objętość drzewka wyników przez wskazanie co najmniej: - przemieszczeń postępowych w osi Z (T3 TRANSLATION) w zakładce Displacements, - naprężeń zredukowanych (SHELL VON MISES TOP) w zakładce 2D Element Stresses Wybór zatwierdzamy naciskając przycisk OK. Aby odczytać przemieszczenia węzłów, do których dodano obciążenie zewnętrzne, w drzewku Analysis & Results wybieramy typ danych, dwukrotnie klikając na opcję T3 TRANSLATION za pomocą LPM 12

Konkretne wartości przemieszczeń odczytujemy wybierając ikonkę Probe znajdującą się na Wstążce: Results Advanced i wskazując odpowiednie węzły za pomocą LPM Na podstawie otrzymanych wartości przemieszczeń z i obliczamy średnie przemieszczenie z śr, zgodnie ze wzorem (2). Korzystając z zależności (1) wyznaczamy sztywność sprężyny k. Natomiast, aby odczytać maksymalne naprężenia w sprężynie według hipotezy von Mises'a, w drzewku Analysis & Results wybieramy typ danych, dwukrotnie naciskając na opcję SHELL VON MISES TOP za pomocą LPM 13

Wyselekcjonowane wyniki obliczeń można obejrzeć na ekranie monitora (rys. 5). Literatura Rys. 5. Naprężenia zredukowane w sprężynie 1. Grzejda R.: Tworzenie siatki elementów skończonych w programie Nastran FX 2013. Szczecin: Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, 2014 (niepublikowane). 2. Kopeć S. i in.: Numeryczne metody analizy konstrukcji, Obliczanie sztywności sprężyny płaskiej. Szczecin: Politechnika Szczecińska, 2007 (niepublikowane). 14