Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Список источников




Выводы и рекомендации

МКЭ модель

Геометрическая модель рамы

Допущения

Физические допущения:

o Крепление стержней абсолютно жёсткие;

o Используется критерий «Хубера-Мизеса»; для определения эквивалентных напряжений

o Весовая нагрузка, приложенная к пластине опоры равномерно разносится на четыре её угла;

Моделирование стержней балки проводится в программе ANSYS с помощью элементов BEAM 188 учитывающих изгиб и сдвиг в двух направлениях, а так же угловые деформации скручивания. Система координат конечного элемента BEAM 188, в которой программа предоставляет результаты расчёта, представлена на рисунке Рисунок 8.

 
Рисунок 8. Система координат балочного элемента

Схематичное изображение рамы показано на рисунке Рисунок 9. На рисунке показана нагрузка, приведённая к точкам рамы и внешние закрепления.

 
Рисунок 9. Геометрическая модель рамы

Вид рамы после разбивки на конечные элементы приведён на рисунке Рисунок 10.

 
Рисунок 10. Конечно-элементная модель рамы

 

6 Расчёт прочности и жёсткости рамы

Рама является плоско-пространственной. Поэтому существенными силовыми факторами в ней будут изгибающий, относительно оси Y (Рисунок 8) момент My и крутящий момент Mk. Некоторые стержни рамы являются короткими и ,строго говоря, они должны рассчитываться на сдвиг под действием поперечной силы, однако для используемого профиля достаточно сложно определить коэффициенты пропорциональности Qz и τxz. Поэтому в расчёте учитывается только изгибающий и крутящий моменты.

6.1 Нагружение «А»

 

6.1.1 Картина прогибов при нагружении «А»

Картина перемещений представлена ниже (Рисунок 11).

Рисунок 11. Прогибы балок рамы u, мм. Максимальное перемещение umax=1,85 мм.

 

6.1.2 Эпюры моментов при нагружении «А»

Ниже приведены эпюры изгибающего MY (Рисунок 12) и крутящего MK (Рисунок 13) моментов.

Рисунок 12. Изгибающий момент MY, Н·мм, максимальное значение MY,=985 Н·м

 

Рисунок 13. Крутящий момент MK, Н·мм максимальное значение MK=106 Нм MK,=10 600 Н·мм

 

6.1.3 Эпюра эквивалентных напряжений при нагружении «А»

Для упрощения расчётов предполагается, что в пределах каждого сечения максимальное напряжение от изгиба и кручения достигаются в одной точке. Данное допущение идёт в запас. Тогда эквивалентное напряжение можно вычислить на основании критерия Хубера-Мизиса можно вычислить по формуле:

(8)

Распределение эквивалентных напряжений, вычисленных по формуле (8) представлено на рисунке Рисунок 14.



 
Рисунок 14. Эпюра эквивалентных напряжений σe, МПа максимальное значение σe=14,1 МПа

6.2 Нагружение «Б»

6.2.1 Картина прогибов при нагружении «Б»

Картина перемещений представлена ниже (Рисунок 15).

Рисунок 15. Прогибы балок рамы u, мм. Максимальное перемещение umax=1,81 мм.

 

6.2.2 Эпюры моментов при нагружении «Б»

Ниже приведены эпюры изгибающего MY (Рисунок 16) и крутящего MK (Рисунок 17) моментов.

Рисунок 16. Изгибающий момент MY, Н·мм, максимальное значение MY,=861 Н·м

 

Рисунок 17. Крутящий момент MK, Н·мм, максимальное значение MK=90 Н·м

 

6.2.3 Эпюра эквивалентных напряжений при нагружении «Б»

Распределение эквивалентных напряжений, вычисленных по формуле (8) представлено на рисунке Рисунок 18.

Рисунок 18. Эпюра эквивалентных напряжений σe, МПа максимальное значение σe,=12,2 МПа,

а) Численные результаты расчёта представлены в таблице Таблица 1.

Таблица 1. Результаты расчёта

А Б  
 
Максимальное перемещение umax, мм 1,85 1,81  
Максимальное эквивалентное напряжение σe, мм 14,1 12,2  
Коэффициент запаса по текучести, nT  

б) Рама преимущественно работает на изгиб: изгибающие момент на порядок больше крутящего. Необходимо обеспечить с помощью креплений достаточно жёсткую передачу изгибающего момента.

в) В расчёте не учтены действия локальных концентраций напряжений и действия поперечных, сдвигающих сил, массы самих стержней и нагрузки на раму от веса дополнительного оборудования и персонала. Поэтому полученные достаточно большие значения коэффициенты запаса можно считать приемлемыми.

г) Смещения кареток слабо влияет на напряжения и деформации, поскольку их вес мал по сравнению со станиной. Наиболее опасное состояние, по-видимому, когда центр масс конструкции ближе всего к центру рамы. Смещение нагрузки к краям или добавление нагрузки на краю (например, от массы персонала) не значительно будет влиять на напряжённо-деформированное состояние.

 

1. Онлайн ресурс компании Kanya AG, Switzerland. Режим доступа: http://www.kanya.com/global/PVS-pdf/2003_PVS_engl.pdf (посещено 04.11.2014).

2. Онлайн ресурс по алюминиевым сплавам. Режим доступа: http://aluminium-guide.ru/alyuminievyj-splav-6063/ (посещено 04.11.2014).

3. Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости: Пер. с англ. / Под ред. Г.С. Шапиро. - 2-у изд. - М. Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1979, 560 с.

4.

 

П.1 Приложение для расчёта параметров сечения

Рисунок 19. Нумерация контуров

 

clc

clear all

% Удельные потоки графиента fi в контура

% Расчет с f

Vq=[-96.25428 -84.23069 -83.3975 -67.25341 -84.1073]';

 

% Расчет с первой областью

v1=[15.82613 -2.29743 -4.89035e-6 -3.03897e-8 -5.59279]';

v2=[-2.28783 20.01418 -2.05117 -3.52686 -5.14484]';

v3=[-4.86584e-6 -2.04802 17.33637 -5.63115e-6 -3.69378e-9]';

v4=[-3.01897e-8 -3.52797 -5.65846e-6 17.13007 -5.74495]';

v5=[-5.59244 -5.14286 -3.68199e-9 -5.733 16.48284]';

% Площади внутренних контуров - Определены графически

A=[134.582925 ;

201.061930 ;

80.245194 ;

145.553706 ;

589.263411];

% M=[v1 v2 v3 v4 v5]'*q+Vq=[A]

M=[v1 v2 v3 v4 v5]';

% Значения функции напряжений на внутренних контурах

Fi_i=M^-1*[2*A-Vq]

 

 

MM=(sum(q.*A)+43217.11654)*4*2

tau=87.06949

tauM=50

Wk=MM/tau

% если исключить самую опасную точку

WkM=MM/tauM

J=MM*2

П.2 Приложение MATLAB для разноса опорных реакций

clc

clear all

close all

 

X=[250 -174 -366 -1236 -1428 -1760];

Z=[-212 55 325 775 1045 1362];

m=1640;

Xc=[-598 -630];

Zc=[576 553];

 

 

Zo=mean(Z([2 3 4

3 4 5]));

Xo=mean(X([2 2 4

3 3 5]));

M=[1 1 1

Xo

Zo];

v=[1 1;Xc;Zc]*m;

Fo=M^-1*v;

disp('Реакции в опорах')

str2num(num2str(Fo',4))

 

 





Дата добавления: 2017-01-14; Просмотров: 29; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:





studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ‚аш ip: 54.146.33.241
Генерация страницы за: 0.095 сек.