Проверка сечения стержней на прочность в среде T-FLEX

     где t_П – время подготовки и сталкивания стопы (примерно 4 мин.);

     t_Y – время укладки стопы на стол машины и установка ее для первого реза (1 мин.);

     t₁ – разрыв между ручной работой и включением машины (1/6 мин.);

     t₂ – машинное время одного реза

     ,                                                              (4.11)

     t₂=1/20=0,05 мин.

     t_OT – время уборки группы отрезанных частей стопы (0,25 мин.);

     

     t_OC – время уборки остатка стопы (0,25 мин.).

     t=4+1+1/6+0.05+0.25+0.25=5.717 мин 

     Все полученные результаты сведем в таблицу:

     Таблица 4.1 – сводная таблица результатов расчетов

 

 

5. Проверка  сечения стержней на прочность в  среде T-FLEX.

       «T-FLEX CAD» — система автоматизированного проектирования, разработанная компанией «Топ Системы» с возможностями параметрического моделирования и наличием средств оформления конструкторской документации согласно системе стандартов ЕСКД. Система работает на основе геометрического ядра Parasolid. 

         Статический анализ

       Позволяет рассчитать напряжённое состояние  конструкций под действием постоянных сил. При задании граничных условий  используются различные виды нагрузки (сила, давление, крутящий момент и другие) и закреплений (полное, частичное).

         Прочность разработанной конструкции  оценивается по допускаемым напряжениям,  перемещениям, деформациям. Система  позволяет определить наиболее  уязвимые места конструкции и  внести необходимые изменения  (оптимизировать) изделие. При этом  между трёхмерной моделью изделия  и расчётной конечно-элементной  моделью поддерживается ассоциативная  связь. Параметрические изменения  исходной модели автоматически  переносятся на сеточную конечно-элементную  модель.

       Преимущества T-FLEX Анализ

       Минимизированы  затраты времени на ввод информации об изделии в систему конечно-элементного анализа.

       Модель  передаётся для осуществления расчётов максимально точно, отсутствуют  погрешности экспорта-импорта моделей  через универсальные обменные форматы.

       Сохраняется ассоциативная связь расчётной  математической модели и электронной  объёмной модели изделия за счёт прямой программной интеграции. Это даёт возможность при изменении размеров анализируемого изделия, обновить КЭ модель, и сразу же получить актуальные результаты расчёта. Исключается необходимость повторно осуществлять ввод геометрии или импорт, задание граничных условий и т.п. Это значительно сокращает сроки расчётов нескольких вариантов и выбора оптимального. 

 

       5.1 Создание задачи  экспресс анализа

       

        Открываем модель примера для начала работы. Пример представляет собой модель рычага. В ходе расчёта мы сможем оценить способность данной детали выдерживать заданную нагрузку.

        Для создания новой  задачи запускаем команду: 3MN:Создать новую задачу (меню:Анализ|Новая задача|Конечно-элементный анализ)

        После запуска команды  в окне свойств появятся параметры, задающие свойства новой задачи. Для  параметра "Тип" должно быть установлено  значение "Экспресс-расчёт".

        

 Рисунок.7. Создание новой задачи

        Существующее в  модели тело детали автоматически добавлено  в список объектов для расчёта. Галочка "Создать сетку" предлагает перейти  к созданию конечно-элементной сетки  сразу после создания новой задачи.

        Нажатием подтверждаем создание новой задачи.

 

       5.2 Создание конечно-элементной сетки

       После создания задачи система автоматически  переходит к созданию конечно-элементной сетки. Вручную запустить создание сетки можно командой: 3MM:Создать сетку (меню: Анализ |Сетка)

       В модуле Экспресс Анализа можно получать сетку из четырехузловых тетраэдров. Настройки качества сетки в окне свойств сводятся к регулированию  ползунка "Грубее-Точнее".

       

 Рисунок.8. Задание параметров сетки

       Устанавливаем такую точность, чтобы в толщине стенок нашей детали получалось примерно два ряда конечных элементов. В нашем примере точность будет близка к максимальной.

       Нажимаем для завершения создания сетки.

       Система начинает генерировать сетку. При этом выводится информационное окно со статистикой  генератора сетки:

       

 Рисунок.9. Генерация сетки

       Закрываем это окно и результат генерации будет показан в 3D окне. Вместо исходной детали теперь мы видим изображение сетки. Исходная деталь в этот момент не показывается. По мере надобности система может автоматически гасить КЭ сетку. Например, она это сделает когда нужно будет выбирать элементы модели для задания нагрузок. В любой момент мы можем снова отобразить или скрыть КЭ сетку по желанию, если в служебном окне "Задачи" или в окне "3D Модель" выбираем элемент "Сетка" и вызываем команду контекстного меню "Показать сетку" или "Скрыть сетку".

       

       

Рисунок 10. Конечно-элементная сетка на рычаге

 

       

5.3 Нагружение и закрепление сетки

       В задаче Экспресс Анализа можно создавать  нагрузку двух типов: Давление и Сила.

       Для создания давления вызываем команду: 3MF:Создать силу (меню: Анализ |Нагружение |Давление)

       После запуска команды в автоменю активна  опция:  <E> Выбрать элемент для нагружения.

       Выбираем верхнюю грань детали для создания распределенного давления. Давление с заданным значением будет распределено по выбранной грани в соответствии с выбранным алгоритмом.

       В окне свойств задайте равномерное  распределение и суммарное значение давления, равное 4239. Единицы измерения установите [Н/м²].

       Нажимаем для подтверждения создания давления.

       Новый элемент отобразится в 3D сцене  в виде набора красных стрелок, распределенных по выбранной грани.

       

 Рисунок.11. Нагружение 

       В задаче Экспресс Анализа можно создавать  только ограничение типа "Полное закрепление".

       Для создания полного закрепления вызываем команду: 3MC:Создать полное закрепление (меню: Анализ |Ограничения |Полное закрепление)

       Нажимаем для подтверждения создания закрепления.

       Новый элемент отобразится в 3D сцене  в виде набора специальных значков "глухая заделка", распределенных по выбранным граням.

       

 Рисунок.12. Закрепление 
 

 

       

5.4 Задание материала

       Для каждой задачи конечно-элементного  анализа важно правильно задать характеристики материала детали. По умолчанию система автоматически  считывает материал из свойств операций (или Тел), включённых в расчёт. При  необходимости можно изменить материал операции (изменить свойства операции или Тела) или назначить другой материал, используя команду: 3MJ:Редактировать материал задачи (меню: Анализ |Материал)

       

 Рисунок.13. Выбор материала

       После вызова команды появляется диалог, показанный на верхнем рисунке. Здесь  можно задать свойства материала, отличные от свойств материала операции после  переключения переключателя в положение "Другой". Становятся доступны для изменения характеристики материала, их можно задать вручную. Единицы измерения устанавливаются в нижней части диалога. Также можно воспользоваться библиотекой материалов Анализа и загрузить наиболее подходящий материал, воспользовавшись кнопкой [Библиотека].

 

       5.5 Интерпретация результата "Коэффициент запаса"

       

 Рисунок.14. Эпюра «Коэффициент запаса»

       В открывшемся новом окне постпроцессора мы видим в центре раскрашенное разными  цветами изображение нашей детали. Причем, деталь имеет деформированный  вид. Деформации показаны в увеличенном  масштабе для большей наглядности. Исходное положение детали показано пунктиром. Также отображаются заданные граничные условия (нагрузки и закрепления).

       Сверху  окна выводится имя задачи и название открытого результата. Коэффициент  запаса величина безразмерная, поэтому  единицы изменения не выводятся.

       Слева показана цветовая шкала. Раскраска  нашей детали соответствует определённым значениям коэффициента, которые  можно сопоставить с цветовой шкалой. Красная (критическая) область  шкалы соответствует наименьшим значениям коэффициента. Диапазон цветовой шкалы размечен в логарифмическом  масштабе. Это позволяет более  точно рассмотреть зоны с критическими значениями.

       Над шкалой отдельно выведено наименьшее значение коэффициента запаса, полученное для данной детали. В нашем примере  оно соответствует 0,6. Это означает, что в самом слабом месте корпуса при данной нагрузке максимальные напряжения меньше предельных в 0,6 раза. Деталь удовлетворяет условиям прочности.

 

       5.6 Эпюра "Напряжения эквивалентные"

       

 Рисунок.15. Эпюра «Напряжения эквивалентные»

       Для осмотра картины распределения  и величины напряжений в детали открываем эпюру "Напряжения эквивалентные".