Расчёт элементов конструкции вагонов с применением ПК ANSYS

.

2 Расчёт элементов конструкции вагонов с применением ПК ANSYS

Расчёт на прочность хребтовой балки

Исходные данные для расчёта:

Выполнить расчёт на прочность хребтовой балки, общей длиной 12900 мм и длиной консольной части 1850 мм, поперечное сечение – зет №31, нагрузка – равномерно-распределённая, определяется исходя из грузоподъёмности вагона 70 т. тары кузова 14 т. Расчётная схема данной конструкции приведена на рис. 1

Рисунок 1 – Расчётная схема хребтовой балки вагона

Шаг 1. Определение типа конечного элемента

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

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

Шаг 2. Задание физических свойств материала

Main Menu/Preprocessor/Material Props/Material Models

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

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.

Шаг 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 задаём 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 табл. 1

Таблица 1 – Параметры точек

Номер точки	Координата Х	Координата Y	Координата Z
1	0	0	0
2	1,85	0	0
3	11,05	0	0
4	12,9	0	0
5	0	2	0

После построения всех точек и нажимаем кнопку Isometric View на правой панели экрана

Построение линии

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 - названия сечения hrebt; Sub-Tyre - выбираем рисунок с изображением профиля сечения W1-0,13; W2-0,13; W3-0,372; W4-0,31; t1-0,0202; t3-0,013; t4-0,012; t5-0,012 нажимаем ОК

Шаг4. Формирование конечно-элементной модели

Присвоение атрибут

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

В диалоговом окне Lines Attributes в строке Material number выбираем набор характеристик материала №1; в строке Element Type number выбираем 1BEAM189; в строке Element section выбираем 1 hrebt; в строке Pick Orientation Keypoin(s) поставим Yes ; нажимаем ОК. Далее выделяем точку 5 и нажимаем ОК.

Настройка конечно-элементной сетки

Main Menu / Preprocessor / Meshing / Size Cntrls / ManualSize / Global / Size

В диалоговом окне Global Element Sizes 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 ant Shape…

В диалоговом окне Size ant Shape в строке Display of element поставим Yes, нажать ОК.

Шаг 5. Закрепление и нагружение модели

Закрепление модель

В соответствии с расчётной схемой в точку 2 поставим шарнирно-неподвижную опору, а в точку 3 шарнирно-подвижную.

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

Для установки шарнирно-неподвижной опоры 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. Для установки шарнирно-подвижной опоры необходимо выделить точку 3, нажать ОК и в строке Lab2 DOFs to be constrained выбрать UY, UZ, нажать ОК.

Нагружение модели

В соответствии с заданием нагрузка распределённая и определяется исходя из грузоподъёмности вагона 70т. и тары 14 т. На хребтовую балку приходиться половина нагрузки, действующей на раму вагона, что составляет 420 000 Н. На построенной хребтовой балке расположен 28 узел. Приложим сосредоточенную силу в 15000 Н (420000/28=15000) к ка

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать