Main Menu / Preprocessor / Element Type / Add/Edit/Delete



В появившемся диалоговом окне Element Typesнажимаем кнопку Add…, в окне Library of Element Typesв левом столбце выбираем Structural Beamв правом – 3D 3 node 189,нажимаем ОК.

1.2 Задание физических свойств материала

Main Menu / Preprocessor / Material Props / Material Models

В диалоговом окне Define Material Model Behavior задаем Structural / Linear / Elastic / Isotropic (структурные, линейные, эластичные, изотропные свойства материала).

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
11  
 
В диалоговом окне Linear Isotropic Material Properties for Material Number 1: в строке ЕХ вводим значение модуля Юнга, равное 2.1 * 1011 Па; в строке PRXY вводим коэффициент Пуансона, равный 0.3, нажимаем ОК.

1.3 Построение геометрической модели

Построение ключевых точек

Main Menu / Preprocessor / Modeling / Create / Keypoints / In Active CS

 В диалоговом окне Create Keypoints in Active Coordinate System в строке Keypoint number задаем порядковый номер точки; в строке X, Y, Z Location in active CS в соответствующие поля вводим координаты точки; нажимаем ОК.

Необходимые параметры точек приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Параметры точек.

Номер точки Координата Х Координата Y Координата Z
1 0 0 0
2 0.4 0 0
3 12.3 0 0
4 12.7 0 0
5 0 2 0

 

Построение линий

Main Menu / Preprocessor / Modeling / Create / Lines / Lines / Straight Line

Для того чтобы построить линию, необходимо выделить точку 1, затем точку 2 и нажать ОК.Те же действия проводим при построении линий между точками 2 и 3, 3 и 4.

Задание сечения

Main Menu / Preprocessor / Section / Beam / Common Section

В диалоговом окне  Beam Tool в строках: ID вводим номер сечения (1); Name – название сечения; Sub-Type – выбираем рисунок с изображением профиля сечения; W1 – 0.15; W2 – 0.15; W3 – 0.3; t1 – 0.015; t2 – 0.015; t3 – 0.01; Данные по Двутавру № 31 берем из Приложения № 2 [1], нажимаем ОК

1.4 Формирование конечно-элементной модели.

Присвоение атрибут

Main Menu / Preprocessor / Meshing / Mesh Attributes / All Lines

В диалоговом окне Line Attributes в строке Material number выбрать набор характеристик материала № 1; в строке Element type number выбрать 1 Beam189; в строке Element section выбрать 1 hrebt; в строке Pick Orientation Keypoint(s) поставить -V- Yes, нажать ОК. Далее выделить точку 5 и нажать ОК.

Настройка конечно-элементной сетки

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
12  
 
Main Menu / Preprocessor / Meshing / Size Cntrls / ManualSize / Global / Size

В диалоговом окне Global Element Size в строке SIZE Element edge length ставим размер элементов, с которым будет разбита модель (0.5)/ОК.

Разбиение модели

Main Menu / Preprocessor / Meshing / Mesh / Lines

Выделяем отрезки линии, нажимаем ОК.

Изменить вид отображения балочных элементов

Utility Menu / PlotCtrls / Style / Size and Shape…

В диалоговом окне Size and Shape в строке Display of element поставить  –VOn, нажать ОК.

1.5 Закрепление и нагружение модели.

Закрепление модели

В соответствии с расчетной схемой в точку 2 поставим заделку.

Main Menu / Preprocessor / Loads / Define Loads / Apply / Structural / Displacement / On Keypoints

Для установки заделки  необходимо выделить точку 2, нажать ОК. В диалоговом окне Apply U, ROT on KPs в строке Lab2 DOFs to be constrained выбрать UX, UY, UZ, ROTX, нажать ОК.

Нагружение модели.

В соответствии с заданием нагрузка продольная растягивающая, по I расчетному режиму. Приложим растягивающую силу в 2,0 МН к точку 3 хребтовой балки.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
13  
 
Main Menu / Preprocessor / Loads / Define Loads / Apply / Structural / Force / Moment / On Nodes

Для приложения нагрузки выделяем узлы, расположенные на хребтовой балке, нажимаем ОК. В диалоговом окне Apply F/M on Nodes в строке Lab Directions of force/mom указать направление FZ, а в строке VALUE Force/moment value нажимаем ОК.

2. Процессорная обработка

Запуск на расчет

Main Menu / Solution / Solve / Current LS

В диалоговом окне Solve Current Load Step нажимаем ОК.

Информационное окно Note с надписью Solution is done говорит о том, что решение готово, далее следует нажать ОК.

Постпроцессорная обработка

Вывод результатов в графическом виде

Main Menu / General Postproc / Plot Results / Contour Plot / Nodal Solu

В диалоговом окне Contour Nodal Solution Data выбрать Stress / von Mises / OK.

В графическом окне появится контурное распределение полей напряжений на балке.

 

Рисунок 5 – Контурное распределение полей эквивалентных напряжений

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
14  
 
.

В левом верхнем углу графического окна отображается минимальное (SMN) и максимальное (SMX) значение напряжений в балке. В нижней части цветовая линейка - каждому цвету соответствует интервал напряжений.

Из [2, С. 167] найдем предел текучести для стали 09Г2, применяемой для изготовления хребтовой балки, он составляет σт=305 МПа.

σрасч ≤[σ],

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
15  
 
где σрасч– расчетное напряжение;

[σ]– допускаемое напряжение.

Определим допускаемое напряжение для хребтовой балки:

[σ] = 0,9· σт.

[σ] = 0,9·305= 274,5 МПа.

В нашем случае 119 МПа ≤ 274,5 МПа, следовательно, условие прочности по допускаемым напряжениям выполняется.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
16  
 
Список использованных источников.

       1. Компьютерные технологии проектирования и расчета вагонов:

   Учебное пособие / В.Ф.Лапшин, А.Э.Павлюков, О.В.Черепов.-

   Екатеринбург: УрГУПС,2003.-108с.

   2. Компьютерные технологии расчета вагонов и систем:

   Методические указания.-Екатеринбург: УрГУПС, 2005.-22 с.

3. Компьютерные технологии расчета вагонов и систем: Учебно-методическое пособие / В.Ф. Лапшин, К.М. Колясов. – Екатеринбург: УрГУПС, 2008. – 68 с.

 

     

 

 


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 135;