Демонстрация натяжение на исследуемую модель общей сетки. Сетка на краспицах и стакане более мелкая, нежели на хлысте.
Демонстрация твердотельных примитивов, располагаемых в соответствующих сечениях модели с натянутой сеткой.
Указанные значения усилий в таблице, были приложены к соответствующим точкам. На изображении приводится пример приложения усилий к точкам верхнего твердотельного примитива. Моменты строятся относительно точки 152.
В качестве конечного элемента был выбран элемент типа «solid» - «10node 92». Хлыст мачты и его нижний и верхний примитивы моделировались со свойствами материала АМГ-5 (E = 7e10 Па, коэффициент Пуассона = 0.3). Краспицы со стаканом и примитив в краспице моделировались со свойствами материала Сталь (E = 2e11 Па, коэффициент Пуассона = 0.3). После разбиения модель содержит 56 443 элемента.
Прежде чем перейти к анализу полученных в модели напряжений, стоит упомянуть о граничных условиях. В связи с тем, что в каждом из примитивов (сечение подветренной краспицы не имеет примитива из-за малости возникающих в нём усилий) присутствует момент, без граничных условий модель считаться не будет – она просто «улетит в бесконечность».
По указанной причине было рассмотрено два варианта приложения граничных условий. Первый вариант предполагает приложение граничного условия запрета на перемещение по любой из шести степеней (ALL DOF) в три узла любого конечного элемента (сетка представлена треугольным фасетным элементом).
Такой подход позволил получить расчёт, однако вызвал довольно большие концентрации напряжений на площади маленького конечного элемента, расположенного на поверхности нижнего примитива в хлысте мачты. Тем самым, ухудшилось качество полученного расчёта.
|
|
|
Второй способ заключался в создании иного нижнего примитива. Теперь к нему добавлен хлыст диаметром 2 мм, длиной 800 мм. В итоге граничные условия были приложены к нижней площадке хлыста, что позволило отнести на расстояние влияние концентраций напряжений, при этом, материал рассматриваемой модели не имел непосредственного контакта с данным концентратором.
Таким образом, здесь срабатывает хорошо известный принцип Сен-Венана, сформулированный им в 1855 году:
«Положение, согласно которому уравновешенная система сил, приложенная к некоторой части твёрдого тела, вызывает в нём появление неравномерности распределения напряжений, которая быстро уменьшается по мере удаления от этой части. На расстояниях, больших максимального линейного размера зоны приложения нагрузок, неравномерность распределения напряжения и деформации оказываются пренебрежительно малыми».
Изображение граничных условий и приложенных усилий в модели приводится ниже:
|
|
|
АНАЛИЗ ИССЛЕДУЕМОЙ МОДЕЛИ:
Исследование действующих напряжений в рассматриваемом узле при коэффициенте по запасу по устойчивости ванто-стержневой системы равному единице (случай предельной нагрузки системы) – предельная работа системы:
Деформация исследуемого узла
На изображении показан характер деформации рассматриваемого узла. Левая краспица является нагруженной. Из-за растягивающих напряжений со стороны вант, изгибающих моментов и моментов кручения в хлысте мачты, она приподнимается из своего первоначального положения. Значение перемещения (DMX = 169531 метра) являются большими по той причине, что срабатывает тонкий жгут (диаметр 2 мм, длина 600 мм) в нижнем примитиве, созданный для прикладывания к модели граничных условий. Их учитывать не стоит – изображение деформации интересно лишь демонстрационно.
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 132; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!