Рассмотрение напряжений по Мизесу в стакане с краспицами
Трехмерные напряжения и нагрузки образуются в нескольких направлениях. Обычно эти многонаправленные напряжения суммируются для получения эквивалентного напряжения, которое также называется напряжением по фон Мизесу.
На изображении представлена главным образом нагруженная краспица. Порядок напряжений в 9 степени соответствует значению напряжений в МПа. Из этого видно, что, начиная от нока краспицы, напряжения возрастают от 57 МПа до 348 МПа.
Для осознания характера распространения напряжений, необходимо проверять значение напряжений в любой интересующей нас точке, так как цветовая гамма полным образом не характеризует их.
Превышение действующими напряжениями значения предела текучести стали (именно стальные краспицы рассматриваются в работе с пределом текучести 259 МПа), характеризуется следующими причинами:
1. Качество смоделированной геометрии узла. Здесь следует учесть влияние геометрии объёмных примитивов, используемых для приложения в сечения усилий. Следует учесть невозможность смоделировать в программе «FESTA» точного сечения краспиц. Следует учесть прямой (не скруглённый) угол между стаканом и краспицей, который является концентратором напряжений.
2. Качестве переноса напряжений со стержневой модели на объёмную.
3. На каждом шаге нагружения узла в программе «FESTA» решается упругая задача методом Ильюшина. Пластика в расчёте не учитывается.
|
|
|
4. Способ отображения напряжений программным комплексом «Ansys».
Напряжения исследованы для случая предельной нагрузки. Значение коэффициента запаса по устойчивости составляет 1.4. При этом (коэффициент равен единице) скорость вымпельного ветра (ветровая нагрузка, действующая на ванто-стержневую систему) составляет 10 м/с.
Рассмотрение напряжений по Мизесу в рассматриваемом фрагменте хлыста
Рассмотрим, какие напряжения действуют в хлысте мачты рассматриваемого конструктивного узла. Под стаканом значимые напряжения не возникают. Они появляются лишь вокруг него. Значения напряжений, которые действуют выше стакана – 250 МПа. Эта величина больше предела текучести для АМГ-6 (145 МПа).
Ниже стакана появляются напряжения большие по величине.
Их природа формируется за счёт действующих моментов рассматриваемых сечений, а также влияния объёмных примитивов. Однако в общем, характер действующих напряжений передаётся верно. Значения действующих напряжений приведены ниже:
Более подробно модель можно изучить, воспользовавшись файлом данного расчёта программы «ANSYS». Его можно найти в приложениях к данной работе [файл 4] . Имеется возможность оценить действующие усилия в системе, изучив файл программы «FESTA», папка «Onrad» [файл 2]
|
|
|
АНАЛИЗ ИССЛЕДУЕМОЙ МОДЕЛИ, ПРИ ПОТЕРЕ АХТЕРШТАГА:
Исследование действующих напряжений в рассматриваемом узле при отсутствии в системе ахтерштага (имитация аварийной ситуации - потеря судном ахтерштага)
Рассмотрение напряжений по Мизесу
Как видно из полученного изображения, после выхода из работы системы ахтерштага, аналогично предыдущему случаю, основные напряжения испытывает нагруженная краспица. При этом, величины напряжений распространённых по поверхности краспицы, практически не превышают значение предела текучести стали. На ноке исследуемой краспицы значение напряжений всего 55 МПа, по середине 115 МПа, а около стакана составляют 274 МПа.
Рассмотрим, какие напряжения по Мизесу действуют в зоне соединения краспицы со стаканом внутри краспицы и по длине её кромок:
Указанные значения напряжений однозначно превышают значение предела текучести материала. В отличие от напряжений действующих по поверхности тела, кромочные напряжения имеют среднее значение порядка 1150 МПа. Помимо выше указанных причин появления таких напряжений, главной причиной этого факта в том, что мы рассматриваем аварийную ситуацию. Значение нагрузок соответствуют предкритическому шагу нагружения нашей ванто-стержневой системы с коэффициентом по запасу по устойчивости 0.9.
|
|
|
Ниже приводятся напряжения действующие в хлысте мачты рассматриваемого узла. Стоит обратить внимание на симметричность действующих напряжений:
Эта симметричность формируется за счёт того, что мы рассматриваем полный курс следования яхты (то есть ветер дует строго в корму судна, в заднюю кромку мачты по её вертикале)
Более подробно модель можно изучить, воспользовавшись файлом данного расчёта программы «ANSYS». Его можно найти в приложениях к данной работе [файл 4] . Имеется возможность оценить действующие усилия в системе, изучив файл программы «FESTA», папка «Onrad2» [файл 2]
АНАЛИЗ ИССЛЕДУЕМОЙ МОДЕЛИ, ПРИ ПОТЕРЕ НАВЕТРЕННОГО БАКШТАГА:
Исследование действующих напряжений в рассматриваемом узле при отсутствии в системе работающего бакштага (имитация аварийной ситуации - потеря судном наветренного бакштага)
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 335; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!