pobieranie: 08 Ansys Sztywność spężyny płaskiej
Pobierz dokument pdfPrzeglądaj wersję html pliku:
POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA KATEDRA MECHANIKI I PODSTAW KONSTRUKCJI MASZYN
Ćwiczenie nr 8 Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych Numeryczne metody analizy konstrukcji
Obliczanie sztywności sprę yny płaskiej
Szczecin 2002
Opis ćwiczenia Celem ćwiczenia będzie wyznaczenie sztywności sprę yny płaskiej o kształcie jak na rysunku poni ej. Sprę yna wykonana jest ze stali sprę ynowej o danych: • modul Younga E = 2.1⋅105 MPa • współczynnik Poissona ν = 0.3 • grubość sprę yny 1 mm Lewa część sprę yny jest utwierdzona, a prawa obcią ona siłą całkowitą (wpadkową) F = 2 N. Pozostałe wymiary podane są na rys. 1. Uwaga: w tym ćwiczeniu będziemy u ywać jednostki długości [mm]
Rys.1. Model sprę yny z siatką elementów skończonych
Zadanie 1. Obliczyć średnie przemieszczenie prawej (obcią onej) strony sprę yny
xśr = ∑ xi ,
n i =1
gdzie xi - przemieszczenia poszczególnych węzłów w kierunku działania siły n – liczba węzłów 2. Wyznaczyć sztywność sprę yny ze wzoru
k= F xśr
3. Określić miejsce i wartość największych naprę eń zredukowanych Missesa.
■ PREPROCESSOR
1. Ustawienia preferencji
Main Menu:
Preferences Structural h – Method
will show on
2. Definiowanie typu elementu
Main Menu:
Preprocessor → Element Type → Add/Edit/Delete wybierz element: Shell elastic 4node 63
3. Definiowanie geometrycznych cech elementu powłokowego Shell 63
Main Menu:
Preprocessor → Real Constants Set No. 1 Shell thickness at node I TK(I)
1
4. Definiowanie stałych materiałowych
Main Menu:
Preprocessor → Material Props → -Constant- Isotropic EX: 2.1e5 NUXY: 0.3
ANSYS 5.7: Main Menu:
Preprocessor → Material Props → Material Models…→ Structural → Linear → Elastic → Isotropic EX: 2.1e5 PRXY: 0.3
5. Zapisanie bazy danych
Utility Menu:
File → Save as... → Save Database to sprezyna.db → OK
6. Rysowanie sprę yny Kolejne etapy rysowania i tworzenia siatki pokazano na rysunkach poni ej • utwórz powierzchnie jak na rys. 2. • podziel linie tworzące powierzchnie jak na rys. 3. • utwórz siatkę elementów skończonych jak na rys. 4.
Rys. 2. Siedem powierzchni tworzących sprę ynę
8
8
4
1
12
4
8
Rys. 3. Sposób podziału linii. Liczba wskazuje wartość podziału NDIV
Rys. 4. Siatka elementów skończonych
■ SOLUTION 7. Utwierdzenie sprę yny • • wska wszystkie węzły le ące na lewym końcu sprę yny (jak na rys. 1) zastosuj pełne utwierdzenie ALL DOF
8. Obcią enie sprę yny • • wybierz wszystkie węzły na prawym końcu spre yny (jak na rys. 2) ustal siłę na FZ = 0.4 (pięć węzłów po 0.4 N w ka dym daje wypadkową siłę 2 N)
9. Rozwią zadanie
Main Menu:
Solution → -Solve- Current LS
■ GENERAL POSTPROCESSOR 10. Odczyt wartości przemieszczeń
Main Menu:
General Postproc → Query Results → Subgrid Solu… wybierz przemieszczenia UZ (kierunek działania siły FZ) wybierz i zanotuj wartość przemieszczenia ka dego węzła le ącego na prawym końcu sprę yny xi
Oblicz wartość średnią xśr 11. Odczyt wartości naprę eń
Main Menu:
General Postproc → Query Results → Subgrid Solu… wybierz naprę enia Stress von Mises SEQV wybierz Min i Max zanotuj wartość i miejsce naprę enia
12. Zakończ pracę programu
08 Ansys Sztywność spężyny płaskiej
POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA KATEDRA MECHANIKI I PODSTAW KONSTRUKCJI MASZYN
Ćwiczenie nr 8 Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych Numeryczne metody analizy konstrukcji
Obliczanie sztywności sprę yny płaskiej
Szczecin 2002
Opis ćwiczenia Celem ćwiczenia będzie wyznaczenie sztywności sprę yny płaskiej o kształcie jak na rysunku poni ej. Sprę yna wykonana jest ze stali sprę ynowej o danych: • modul Younga E = 2.1⋅105 MPa • współczynnik Poissona ν = 0.3 • grubość sprę yny 1 mm Lewa część sprę yny jest utwierdzona, a prawa obcią ona siłą całkowitą (wpadkową) F = 2 N. Pozostałe wymiary podane są na rys. 1. Uwaga: w tym ćwiczeniu będziemy u ywać jednostki długości [mm]
Rys.1. Model sprę yny z siatką elementów skończonych
Zadanie 1. Obliczyć średnie przemieszczenie prawej (obcią onej) strony sprę yny
xśr = ∑ xi ,
n i =1
gdzie xi - przemieszczenia poszczególnych węzłów w kierunku działania siły n – liczba węzłów 2. Wyznaczyć sztywność sprę yny ze wzoru
k= F xśr
3. Określić miejsce i wartość największych naprę eń zredukowanych Missesa.
■ PREPROCESSOR
1. Ustawienia preferencji
Main Menu:
Preferences Structural h – Method
will show on
2. Definiowanie typu elementu
Main Menu:
Preprocessor → Element Type → Add/Edit/Delete wybierz element: Shell elastic 4node 63
3. Definiowanie geometrycznych cech elementu powłokowego Shell 63
Main Menu:
Preprocessor → Real Constants Set No. 1 Shell thickness at node I TK(I)
1
4. Definiowanie stałych materiałowych
Main Menu:
Preprocessor → Material Props → -Constant- Isotropic EX: 2.1e5 NUXY: 0.3
ANSYS 5.7: Main Menu:
Preprocessor → Material Props → Material Models…→ Structural → Linear → Elastic → Isotropic EX: 2.1e5 PRXY: 0.3
5. Zapisanie bazy danych
Utility Menu:
File → Save as... → Save Database to sprezyna.db → OK
6. Rysowanie sprę yny Kolejne etapy rysowania i tworzenia siatki pokazano na rysunkach poni ej • utwórz powierzchnie jak na rys. 2. • podziel linie tworzące powierzchnie jak na rys. 3. • utwórz siatkę elementów skończonych jak na rys. 4.
Rys. 2. Siedem powierzchni tworzących sprę ynę
8
8
4
1
12
4
8
Rys. 3. Sposób podziału linii. Liczba wskazuje wartość podziału NDIV
Rys. 4. Siatka elementów skończonych
■ SOLUTION 7. Utwierdzenie sprę yny • • wska wszystkie węzły le ące na lewym końcu sprę yny (jak na rys. 1) zastosuj pełne utwierdzenie ALL DOF
8. Obcią enie sprę yny • • wybierz wszystkie węzły na prawym końcu spre yny (jak na rys. 2) ustal siłę na FZ = 0.4 (pięć węzłów po 0.4 N w ka dym daje wypadkową siłę 2 N)
9. Rozwią zadanie
Main Menu:
Solution → -Solve- Current LS
■ GENERAL POSTPROCESSOR 10. Odczyt wartości przemieszczeń
Main Menu:
General Postproc → Query Results → Subgrid Solu… wybierz przemieszczenia UZ (kierunek działania siły FZ) wybierz i zanotuj wartość przemieszczenia ka dego węzła le ącego na prawym końcu sprę yny xi
Oblicz wartość średnią xśr 11. Odczyt wartości naprę eń
Main Menu:
General Postproc → Query Results → Subgrid Solu… wybierz naprę enia Stress von Mises SEQV wybierz Min i Max zanotuj wartość i miejsce naprę enia
12. Zakończ pracę programu
