WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 10 | 11 ||

Клавиатура Текстовое меню Пиктограмма “Операции|Листовой ме талл|Заготовка” Выберем построенный нами 3D профиль (рис. 7.6) и, оставив параметры операции в окне «Свойства» без изменений, подтвердим создание листовой заготовки выбором пиктограммы в автоменю. Листовая заготовка создана.

Рис. 7.6. Задание параметров листовой заготовки.

B Материал модели «Сталь» при создании операции был по умолчанию автоматически выбран из библиотеки материалов T-FLEX CAD 3D. При необходимости в окне параметров модели может быть выбран другой материал из имеющихся в библиотеке. В T-FLEX CAD имеется возможность также создавать при необходимости собственные модели материалов, указывая их физико-механические свойства.

Упор кронштейна создадим с помощью операции «SMB: Гибка»:

Клавиатура Текстовое меню Пиктограмма “Операции|Листовой ме талл|Гибка” Укажем в качестве базовой линии гибки левое верхнее ребро основания кронштейна (рис. 7.7). В окне «Свойства» зададим режим создания гибки «Приклеить», обеспечивающий присоединение к базовой линии «язычка», отогнутого относительно нее на заданный угол. Угол отгибания оставим заданным по умолчанию (90°). Длину язычка зададим переменной H=25 мм. Отсчет длины язычка необходимо производить от нижней стороны. Подтвердим создание гибки выбором пиктограммы в автоменю.

Рис. 7.7. Задание параметров гибки.

Модель отверстия в упоре кронштейна построим с помощью операции «Выталкивание». 3D профиль для выталкивания начертим на рабочей плоскости, созданной на внешней грани упора кронштейна (рис. 7.8). После вызова команды «3X: Создать выталкивание» укажем выталкиваемый профиль, в окне «Свойства» зададим в качестве параметра выталкивания «вытолкнуть через все» и выберем режим одновременного создания булевой операции «Вычитание» с помощью пиктограммы в автоменю.

Поскольку в 3D сцене присутствует только одно тело «Гибка_1», оно автоматически будет выбрано в качестве первого операнда булевой операции «вычитание». В качестве второго операнда автоматически будет выбрана создаваемая операция «выталкивание». Подтвердим создание отверстия выбором пиктограммы в автоменю. Таким образом, мы одновременно создали 2 операции: выталкивание и булеву операцию «Вычитание».

da Рис. 7.8. Построение профиля отверстия на внешней грани упора.

Для оценки рациональности конструкций кронштейна с точки зрения его материалоемкости нам потребуется информация о массе проектируемого изделия. Измерить массу 3D модели в T-FLEX CAD можно с помощью команды «РМ: Провести измерения».

Вызвав команду, выберем в автоменю пиктограмму «Измерить параметр одного элемента», а затем укажем с помощью ЛКМ созданную нами 3D операцию «Булева3». После этого необходимо указать в служебном окне «Свойства» измеряемый параметр элемента mass (масса) и создать переменную m, равную массе проектируемого изделия (рис. 7.9). Мас са кронштейна, изготовленного из стали, в данном случае равна 18,4 г.

Создание новой переменной подтвердим с помощью выбора пиктограммы в автоменю.

Для перехода к конечно-элементному анализу необходимо создать новую задачу инженерного анализа с помощью команды «3MN: Новая задача»:

Клавиатура Текстовое меню Пиктограмма “АнализНовая задачаКонечно<3> элементный анализ ” Рис. 7.9. Измерение массы 3D модели.

После вызова команды в окне «Свойства» определим тип задачи:

«Экспресс расчет» и укажем 3D тело, для которого производится анализ (рис. 7.10). Поскольку в 3D сцене присутствует только одно тело, оно будет выбрано автоматически. Подтвердим создание новой задачи выбором пиктограммы в автоменю. По умолчанию созданная задача получает имя «Задача_0».

Рис. 7.10. Создание новой задачи конечно-элементного анализа.

Посмотреть наличие задач инженерного анализа в 3D модели можно в служебном окне «Задачи», находящемся по умолчанию в групповом окне на одноименной закладке. В служебном окне «Задачи» отображаются в виде иерархических деревьев все созданные в данном файле задачи инженерного анализа с указанием геометрии исследуемого тела, граничных условий и результатов решения задачи анализа.

После того, как новая задача конечно-элементного анализа создана, необходимо разбить 3D модель на конечные элементы с помощью команды «3ММ: Построение сетки»:

Клавиатура Текстовое меню Пиктограмма <3> “АнализCетка ” Сетка создаётся на основе 3D операции, выбранной при создании текущей активной задачи. Для одной задачи может быть создана только одна сетка. От качества построенной при разбиении сетки конечных элементов будет зависеть точность расчетов. В модуле «Экспресс-анализ» пользователь имеет возможность только задавать ориентировочный размер конечных элементов (тетраэдров) с помощью ползуна в служебном окне «Свойства». Оставим вначале переключатель ползуна в положении по умолчанию и подтвердим создание сетки с заданными параметрами выбором пиктограммы в автоменю. На экране появится окно «Генерация сетки» со строкой выполнения. После завершения генерации в данном окне появится информация о результатах выполнения генерации сетки и ее параметрах.

Закроем окно «Генерация сетки» нажатием графической кнопки [OK].

Сетка, состоящая из 412 конечных элементов создана (рис. 7.11).

Рис. 7.11. Генерация сетки конечных элементов с параметрами по умолчанию.

Из рисунка 7.11 видно, что построенная с размером конечных элементов, выбранным по умолчанию, сетка является слишком грубой даже для оценочного расчета, поскольку не позволяет адекватно описать геометрию модели. Ее необходимо сделать более точной, уменьшив размеры конечных элементов.

Вызовем вновь команду построения сетки конечных элементов и установим ползун переключателя точности создаваемой сетки в среднее положение (рис. 7.12). Подтвердим создание сетки с заданными параметрами выбором пиктограммы в автоменю. Откорректированная сетка, приведенная рисунке 7.12, содержит 713 конечных элементов. Она является вполне удовлетворительной и может быть использована для дальнейшего конечно-элементного анализа. Дальнейшее уменьшение размеров конечных элементов и, следовательно, увеличение их количества, нецелесообразно, поскольку приведет к существенному увеличению времени расчета при незначительном увеличении его точности.

Рис. 7.12. Генерация сетки с уменьшенным размером элементов.

Механические свойства материала исследуемой модели можно посмотреть в диалоговом окне «Материал задачи» (рис. 7.13) (Текстовое менюАнализМатериал). При необходимости в данном окне можно выбрать из библиотеки другой материал модели, отличный от заданного при геометрическом моделировании.

Рис. 7.13. Окно «Материал задачи».

Следующим шагом конечно-элементного анализа является задание граничных условий.

С известной степенью допущения можно принять, что кронштейн нагружен давлением, прикладываемым пальцем к стенкам отверстия в упоре параллельно основанию. Для создания нагружения - давления вызовем команду «3MS: Давление»:

Клавиатура Текстовое меню Пиктограмма <3> “АнализНагружениеДавление” После вызова команды укажем грань, к которой прикладывается давление (рис. 7.14). В окне «Свойства» зададим величину давления и его направление. Поскольку численные значения напряжений и деформация в учебной версии T-FLEX CAD все равно получить невозможно, численное давления можно условно принять равным 1 H/м2. Подтвердим создание нового нагружения выбором пиктограммы в автоменю.

Рис. 7.14. Создание нагружения.

В качестве ограничения степеней свободы кронштейна с известной степенью допущения укажем жесткую заделку по отверстию в основании, создаваемую крепежным болтом. Для этого вызовем команду создания ограничения «3МС: Полное закрепление»:

Клавиатура Текстовое меню Пиктограмма “АнализОграничениеПолное <3><С> закрепление” После вызова команды укажем грань, к которой прикладывается ограничение (рис. 7.15). Подтвердим создание нового ограничения выбором пиктограммы в автоменю.

Рис. 7.15. Создание ограничения.

Все необходимые исходные данные для проведения конечноэлементного анализа заданы. Можно приступать к расчету. Запустим Процессор модуля «Экспресс анализ» (Текстовое менюАнализРасчет). На экране откроется информационное окно «Расчет – экспресс расчет». После завершения расчета в данном окне появится диагностическая информация о результатах его выполнения (рис. 7.16.). Закроем окно «Расчет – экспресс расчет» нажатием графической кнопки [OK].

Рис. 7.16. Окно «Расчет-Экспресс расчет».

Просмотреть результаты расчета можно с помощью Постпроцессора модуля «Экспресс анализ». Постпроцессор открывает вместо окон 2D и 3D вида отдельное трехмерное окно «Результаты расчета» для отображения результатов конечно-элементного анализа. Выход из Постпроцессора и закрытие окна «Результаты расчета» производится с помощью стандартной пиктограммы закрытия окон в Windows – пиктограммы с изображением крестика. Вместо окна «Результаты расчета» при этом вновь открываются окна 2D и 3D вида текущего чертежа T-FLEX CAD.

Модель в окне «Результаты расчета» может быть показана в деформированном состоянии, при этом пунктирными линиями можно отобразить исходные контуры модели. Также в окне «Результаты расчета» могут отображаться нагрузки и закрепления. Результаты решения, как правило, представлены в виде цветных эпюр распределения в модели рассматриваемой при анализе переменной. Каждому цвету соответствует определенное численное значение.

Для вызова Постпроцессора откроем в групповом служебном окне закладку «Задачи». В иерархическом дереве решенной задачи выберем с помощью двойного нажатия ЛКМ для просмотра поочередно результаты конечно-элементного анализа: эпюры распределения в модели модуля перемещений и эквивалентных напряжений (рис. 7.17).

Из рисунка 7.17 видно, что наибольшие по модулю перемещения будет иметь верхняя грань упора кронштейна, а максимальные эквивалентные напряжения возникнут в месте сгиба кронштейна. В полнофункциональной версии «Экспресс-анализ» мы смогли бы также увидеть численные значения перемещений и напряжений, позволяющие, изменяя размеры кронштейна, добиться требуемой прочности и жесткости детали.

Аналогично просмотрим эпюру распределения коэффициента запаса по эквивалентным напряжениям (рис. 7.18). При этом, после выбора коэффициента запаса по эквивалентным напряжениям в служебном окне «Задачи», укажем в окне «Параметры эпюры – коэффициент запаса», что запас прочности должен определяться по пределу текучести материала детали.

Из результатов анализа можно сделать вывод о том, что кронштейн нагружен весьма неравномерно вследствие нерациональной геометрии детали.

Добавление дополнительного материала в месте наибольшего нагружения с последующим уменьшением общей толщины листа в рассматриваемом случае не целесообразно, так как приведет к неоправданному усложнению конструкции кронштейна.

а б Рис. 7.17. Эпюры модуля перемещений (а) и эквивалентных напряжений (б).

Рис. 7.18. Эпюра коэффициента запаса прочности по эквивалентным напряжениям.

Усовершенствуем конструкцию кронштейна, убрав лишний металл из наименее нагруженных областей. Из рисунков 7.17,в и 7.18 видно, что наименее нагруженными являются углы упора и основания кронштейна.

Удалить лишний материал у модели в рассматриваемом случае можно, скруглив упор и основание кронштейна с помощью 3D операции «Сглаживание трех граней». Операция сглаживания трёх граней позволяет строить поверхность перехода от одного набора гладко сопряженных граней к другому набору. При этом поверхность сглаживания будет построена по касательной к третьему набору граней.

Выйдем из постпроцессора конечно-элементного анализа и вызовем команду «3DT: Сглаживание трех граней»:

Клавиатура Текстовое меню Пиктограмма <3> “Операции|Сглаживание|Трех граней” С помощью ЛКМ укажем поочередно сглаживаемые левую, среднюю и правую грани упора кронштейна, нажимая перед выбором каждой грани пиктограммы, и в автоменю соответственно (рис. 7.19). Подтвердим создание сглаживания трех граней упора кронштейна выбором пиктограммы в автоменю. Аналогично создадим сглаживание трех граней основания кронштейна.

Рис. 7.19. Выбор трех граней для создания сглаживания.

Поскольку мы добавили к 3D телу новые операции, необходимо переопределить переменную m, равную массе кронштейна. Для этого в окне редактора переменных заменим в выражении для данной переменной имя операции «Булева_3» на имя последней созданной нами 3D операции:

«Сглаживание_трёх_граней_5» (рис. 7.20). Масса кронштейна после модернизации конструкции равна 16,4 г.

Рис. 7.20. Список переменных 3D модели кронштейна.

Удалив лишний материал у модели, вновь произведем ее прочностной анализ. Поскольку геометрия модели изменилась, необходимо заново переразбить ее на конечные элементы. Количество конечных элементов при разбиении: 704. Граничные условия можно не переопределять, поскольку поверхности, к которым они приложены, не модифицировались.

После переразбиения модели вновь запустим расчет. Результаты анализа для модифицированной модели кронштейна приведены на рисунке 7.21. Из приведенных эпюр видно, что модифицированный кронштейн нагружен более равномерно, чем первоначальной конструкции. Несмотря на уменьшение объема и массы кронштейна минимальный коэффициент запаса прочности практически не изменился. Таким образом, произведен ное усовершенствование конструкции детали «Кронштейн» позволило снизить ее материалоемкость на 12% без снижения прочностных и эксплуатационных характеристик.

а б Рис. 7.21. Эпюры коэффициента запаса прочности (а) и эквивалентных напряжений (б).

По модифицированной 3D модели детали «Кронштейн» строим 2D чертеж и оформляем его в соответствии с требованиями ЕСКД (рис. 7.22).

Рис. 7.22. Чертеж детали «Кронштейн».

Проектирование детали «Кронштейн» фрезерного приспособления завершено.

Учебное издание КИРИЧЕК Андрей Викторович АФОНИН Андрей Николаевич ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ В T-FLEX CAD Лицензия ЛР № 080003 от 12.09.1996 г.

Компьютерная верстка А.Н. Афонин Подписано в печать 08.11.2007.

Формат 60х88 1/16. Бумага офсетная.

Гарнитура Times New Roman. Печать электрографическая.

Усл. печ. л. 9,88 Уч. изд. л. 12,Тираж 100 Заказ № Издательство «Машиностроение-1», 107076, г. Москва, Стромынский пер., Отпечатано с готового оригинал-макета в ООО рекламно-полиграфическая компания «Континент» 302028, г. Орел, ул. Салтыкова-Щедрина,

Pages:     | 1 |   ...   | 10 | 11 ||










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.