Автор: uniquequest_***@mail.ru
Отчет по практике:
"Создание 3D моделей."
Содержание
Введение……………………………..….............……………….…….…...….4
- Создание 3D моделей деталей основание и крышки согласно выданному примеру ……………………………………………….........................…5
1.1. Создание 3D модели детали основания………………………….….….5
1.2 Создание 3D модели детали крышки……………………..……………..9
- Сборка деталей по средствам резьбовых соединений……………….....12
- Вырез ¼ части сборки………..……………………...………………..…..15
- Расчет напряженно-деформированного состояния (НДС) сборки……………………………………………………………………………..….16
Заключение………………..…………….……..………………..…...........….22
Список литературы…………………………………………......………..…..23
Дневник выполнения научно-исследовательской работы
- 06.19г. – Создание 3D моделей деталей.
- 07.19г. – Сборка деталей посредством резьбовых соединений.
- 07.19г. – Расчет напряженно-деформированного состояния болтового соединения в программном комплексе ANSYS.
- 04.19г. – Изучение стандартов оформления документации СТО УГАТУ, оформление пояснительной записки.
Введение
В настоящее время, большинство предприятий стремятся проектировать в трехмерном пространстве. Трехмерные CAD-системы предоставляют проектировщику большой простор для творчества и при этом позволяют значительно ускорить процесс выпуска проектно-сметной документации. Наряду со скоростью, такие системы позволяют повысить точность проектирования: становится проще отследить спорные моменты в конструкции.
КОМПАС-3D, как универсальная система трехмерного моделирования, находит своё применение при решении различных задач, в том числе и архитектурно-строительного и технологического проектирования.
В данной работе создание 3D деталей осуществляется именно в этой программе. А расчет напряженно-деформированного состояния сборки в ANSYS.
ANSYS - это программный пакет конечно-элементного анализа, решающий задачи в различных областях инженерной деятельности (прочность конструкций, термодинамика, механика жидкостей и газов, электромагнетизм), включая связанные многодисциплинарные задачи (термопрочность, магнитоупругость и т.п).
В СНГ коммерческие версии программы ANSYS приобрели и используют уже более 200 организаций. ANSYS был первым коммерческим конечноэлементным продуктом, получившим в свое время сертификат ISO. Сегодня все программные продукты ANSYS сертифицированы согласно серии стандартов ISO 9000,1.
В работе выполняются расчеты на прочность материалов их серого чугуна с помощью программного комплекса ANSYS Workbench.
1 Создание 3D моделей деталей основание и крышки согласно выданному примеру
1.1 Создание 3D модели детали основания
Рисунок 1 – Основание редуктора
Создаем основание корпуса эскизом затем при помощи выдавливания. Операция показана на рисунке 2.
Рисунок 2 – Создание основания
Создаем стенки корпуса с помощью выдавливания. Операция показана на рисунке 3.
Рисунок 3 – Создание стенок корпуса
Создаем верхнюю часть корпуса с помощью выдавливанием. Операция показана на рисунке 4.
Рисунок 4 – Создание верхней части корпуса
Дальше мы создаем бобышки и отверстие под вал с помощью выдавливания. Операция показана на рисунке 5.
Рисунок 5 – Создание бобышек
Создаем необходимые отверстия для крепления крышки редуктора и для крепления самого корпуса. Пример операций показан на рисунке 6.
Рисунок 6 – Создание отверстий
Создаем необходимые скругления с помощью компонента Скругление.
Скругления показаны на рисунке 7
Рисунок 7 – Скругления
1.2 Создание 3D модели детали крышки
Создаем основание крышки редутора с помощью выдавливания. Операция показана на рисунке 8.
Рисунок 8 - Создание основания крышки
Создаем стенки крышки с помощью выдавливания. Операция показана на рисунке 9.
Рисунок 9 – Создание стенок корпуса
Создаем бобышки с помощью выдавливания. Операция показана на рисунке 10.
Рисунок 10 – Создание бобышек
Создаем отверстие для вала с помощью вырезания выдавливанием. Операция показана рисунке 11.
Рисунок 11 – Создание отверстия для вала
Создаем верхнюю часть крышки с помощью выдавливания. Операция показана на рисунке 12.
Рисунок 12 – Создание верхней части крышки
Создаем необходимые скругления с помощью компонента Скругление.
Операция показана на рисунке 13.
Рисунок 13 – Создание скругления
- Сборка деталей по средствам резьбовых соединений
Рисунок 14 – Сборка деталей
Сборку деталей будем осуществлять в программе КОМПАС-3D v18. Открываем программу и выбираем сборка. Дальнейшая последовательность выполнения операций указана на рисунках:
Рисунок 15 – Вставка основания детали
Рисунок 16 – Операция соосности деталей
Рисунок 17 – Операция совпадения деталей
Рисунок 18 – Вставка болтов, шайб и гаек
Рисунок 19 – Вставка винтов
В ходе всех операций была получена сборка детали по средствам резьбовых соединений.
- Вырез ¼ части сборки
Рисунок 20 – Сечение ¼ сборки
Для того чтобы получить вырез ¼ части сборки в программе КОМПАС-3D v18 чертим эскиз из двух пересекающихся отрезков на крышке редуктора и выбираем команду сечение.
Рисунок 21 – Сечение сборки
В ходе данной операции было получено сечение ¼ части сборки.
- Расчет напряженно-деформированного состояния (НДС) сборки
Исследуемый объект представлен на рисунке. Он представляет из себя сборку из двух плит, соединенных между собой болтом, шайбой и гайкой. Сборка осуществлялась в программе КОМПАС-3D v18.
Рисунок 22 – Исследуемый объект
В сеточном редакторе ANSYS MESHING строится расчетная стека, которая представлена на рисунке 23. Вычислительная сетка создается на все расчетной модели.
Рисунок 23 – Структурированная расчетная сетка
Прежде чем приступать к вычислению деформаций, необходимо установить взаимодействие в объекте Connections/Contacts. Распределение контактных усилий между деталями заранее неизвестно и может быть определено решением контактной задачи методом конечных элементов.
Стоит отметить, что первые два контакта будут созданы Frictional – контакт с трением. Остальные три контакта будут Bonded – идеальный контакт, подразумевающий полную склейку двух контактирующих объектов и работу их как единого целого без разделения.
Первым контактом будет нижняя грань первой плиты и верхняя грань второй плиты.
Рисунок 24 – контакт с трением
Вторым контактом будет стержень болта и сквозное отверстие двух плит.
Рисунок 25 – контакт с трением
Третьим контактом будет верхняя грань шайбы и нижняя грань второй плиты
Рисунок 26 – идеальный контакт
Четвертым контактом будет верхняя грань первой плиты и нижний торец головки болта.
Рисунок 27 – идеальный контакт
Пятым контактом будет нижняя грань шайбы и верхняя грань гайки.
Рисунок 28 – идеальный контакт
Для решения задачи по механике деформируемого твердого тела задаем поля перемещений на некоторой поверхности (условия закрепления) Fixed Support.
Рисунок 29 – Условие закрепления
Прикладываем нагрузки с помощью редактора SOLUTION/ DEFINE LOADS. Сила показана на рисунке 30.
Рисунок 30 – Приложение нагрузки
Указываем Bolt Pretension, как показано на рисунке 31.
Рисунок 31 – Bolt Pretension
Далее, мы можем видеть, как изменяется объект под действием нагрузок в редакторе Solve.
На рисунке 32 видна полная его деформация.
Рисунок 32 – Полная деформация
Максимальная деформация: 0,79367 мм;
Минимальная деформация: 0 мм.
На рисунке 33 видно эквивалентное напряжение.
Рисунок 33 – Эквивалентное напряжение
Максимальное напряжение: 451,5 МПа;
Минимальное напряжение: 0,00086386 Мпа.
При деформации между плитами образуется зазор, что приводит к смещению болта вверх по касательной.
Заключение
В ходе данной работы были получены практические навыки по созданию 3D моделей деталей, а также их сборки по средствам резьбовых соединений в программе КОМПАС 3D.
Также были проведены расчеты в программном комплексе ANSYS по определению прочностных характеристик модели. Визуализируя напряжение исследуемого объекта, был проведен анализ его деформирования.
Полученные данные:
Максимальная деформация: 0,79367 мм;
Минимальная деформация: 0 мм.
Максимальное напряжение: 451,5 МПа;
Минимальное напряжение: 0,00086386 Мпа.
При деформации между плитами образуется зазор, что приводит к смещению болта вверх по касательной.
Список литературы
- https://www.youtube.com/watch?v=vEoWf6kslbM
- https://www.youtube.com/watch?v=fAI-Aavri2s
Скачать: