Задача 4. Линейный анализ с учетом контактного взаимодействия

3D модель

Вернуться на главную

Скачать модель. Часть кривошипно-шатунного механизма со вставленными штифтами в отверстия

Постановка задачи.

Вычислить эквивалентные напряжения и перемещения шатуна при действии следящей нагрузки.

Условия  задачи.

  • Нагрузка. Растягивающая сила в 800 N, приложенная по краям большого штифта.
  • Граничные условия. Края малого штифта полностью закреплены.
  • Элементы. Все части – bricks.
  • Материал. Сталь ASTM-A36.

Для решения задачи выполните следующие действия:

  1. Если приложение Autodesk Simulation Mechanical не установлено на Вашем ПК, перейдите к разделу "Как скачать Autodesk Simulation Mechanical".
  2. Откройте приложение Autodesk Simulation Mechanical. Выполните команду "Пуск → Все программы → Autodesk → Autodesk Simulation Mechanical".
  3. Скачайте файл 3D модели. Скачать модель. Часть кривошипно-шатунного механизма со вставленными штифтами в отверстия.
  4. Для того чтобы открыть 3D модель, выполните следующие действия:
  5. Откройте файл геометрии 3D-модели.

 

Действие

Комментарий

Нажмите на кнопку Open. На экране появится диалог выбора файлов.

Кнопка Open расположена на панели быстрого доступа главного окна приложения

 

Выберите тип файлов геометрии DWG (*.dwg) в диалоге выбора файлов

DWG (*.dwg)

 

Укажите путь к файлу 3D модели, загруженному ранее

Exercise 4.dwg

 

Нажмите на кнопку Open диалога

 

 

При появлении на экране окна "Choose Analysis Type" выберите значение "Linear → Static Stress with Linear Material Models"

Нажмите ОК для продолжения

Linear: Static Stress with Linear Material Models

 

Выберите в корневом разделе "Units"дерева проекта систему единиц Display Units <Metric mmks>

Units: mmKs

6. Создайте сетку конечных элементов и проведите настройку контактного взаимодействия

 

Действие

Комментарий

 

Выделите 2 узла дерева проекта Parts → Part

Parts → Part

Для того чтобы выделить оба узла дерева проекта:

выделите первый узел Parts → Part 1, затем, удерживая клавишу Ctrl, выделите второй узел дерева проекта Parts → Part 2

 

Кликните правой кнопкой мыши на выделенный узел Parts → Part 2

 

 

Появится контекстное меню, в котором выберите Contact и далее Surface Contact

Contact: Surface Contact

 

Повторите данную операцию для Part 1 и Part 3

 

Выберите панель Mesh

 

 

Нажмите на кнопку 3D Mesh Settings для входа в меню настроек генератора сеток

 

 

Переместите с помощью мыши ползунок изменения размера конечного элемента Mesh Size до 90%

 

 

Нажмите на кнопку Mesh model для генерации сетки конечных элементов

 

7. Назначение нагрузок и граничных условий

 

Действие

Комментарий

 

Выберите панель View, блок команд Navigate

 

Нажмите на раскрывающуюся кнопку Orientation, выберите значение Top View (вид сверху)

View: Navigate: Top View

 

Выберите панель Selection

 

Удостоверьтесь, что выбран способ выделения геометрии Point

Selection: Shape: Point

Удостоверьтесь, что включен режим выбора поверхностей Surfaces

Selection: Select: Surfaces

 

Выберите поверхность большого штифта, которая находится перед Вами

 

 

Выберите панель View, блок команд Navigate

 

Нажмите на раскрывающуюся кнопку Orientation, выберите значение Reverse View (обратный вид)

View: Navigate: Reverse View

 

С зажатой кнопкой Ctrl выберите вторую поверхность большого штифта

 

Не снимайте выделение с узлов соединения

Нажмите на кнопку Force в разделе Loads

Setup: Loads: Force

 

На экране появится окно для задания условий силы

Введите значение 800 в поле Magnitude

Magnitude = 800

 

Нажмите OK для продолжения

 

 

Выберите поверхность меньшего штифта, которая находится перед Вами

 

 

Выберите панель View, блок команд Navigate

 

Нажмите на раскрывающуюся кнопку Orientation, выберите значение Reverse View (обратный вид)

View: Navigate: Reverse View

 

С зажатой кнопкой Ctrl выберите вторую поверхность меньшего штифта

 

Перейдите на панель Setup

Нажмите на кнопку General Constraint в разделе Constraints

Setup: Constraints: General Constraint

 

Нажмите на кнопку Fixed для того, чтобы закрепить поверхности штифта во всех направлениях

Fixed

 

Нажмите OK для продолжения

 

 

Выберите панель View, блок команд Navigate

 

Нажмите на раскрывающуюся кнопку Orientation, выберите значение Front View (вид спереди)

View: Navigate: Front View

Перейдите на панель Selection

Выберите способ выделения Rectangle

Selection: Shape: Rectangle

Включите режим выбора ребер Edges

Selection: Select: Edges

 

Выделите ребра большего штифта

 

Нажмите на кнопку General Constraint в разделе Constraints

Setup: Constraints: General Constraint

 

На экране появится окно для закрепления узлов в направлении осей координат

Установите флаг Tz

Tz

 

Нажмите OK для продолжения

 

 

Выберите панель View, блок команд Navigate

 

Нажмите на раскрывающуюся кнопку Orientation, выберите значение Front View (вид спереди)

View: Navigate: Front View

Перейдите на панель Selection

Выберите способ выделения Rectangle

Selection: Shape: Rectangle

Включите режим выбора ребер Edges

Selection: Select: Edges

 

Выделите ребра большего штифта

 

Нажмите на кнопку General Constraint в разделе Constraints

Setup: Constraints: General Constraint

 

На экране появится окно для закрепления узлов в направлении осей координат

Установите флаг Ty

Ty

 

Нажмите OK для продолжения

 

8. Задайте свойства элемента и материалов

 

Действие

Комментарий

 

Выделите 3 узла дерева проекта Parts → Part→ Material

Parts → Part → Material

Parts → Part→ Material

Для того чтобы выделить оба узла дерева проекта:

выделите первый узел Parts → Part→ Material, затем, удерживая клавишу Ctrl, выделите второй узел дерева проекта Parts → Part → Material, затем Parts → Part → Material

 

Кликните правой кнопкой мыши на выделенный узел Parts → Part → Material

 

 

На экране появится контекстное меню

Выберите команду Edit Material

Edit Material

 

На экране появится окно библиотеки материалов

 

 

Выберите материал Steel (ASTM-A36)

Материал находится в категории Steel material

Steel (ASTM-A36)

 

Нажмите OK для назначения материала выбранным элементам

 

9. Запустите расчет.

 

Действие

Комментарий

 

Перейдите на панель Analysis

 

Нажмите на кнопку Run Simulation для запуска расчета

Analysis: Analysis: Run Simulation

 

Дождитесь окончания расчета

 

10. Просмотр результатов расчета.

 

Действие

Комментарий

 

Перейдите на панель View

 

Нажмите на раскрывающуюся кнопку Orientation, выберите Isometric View (вид снизу)

Кнопка Orientation расположена в  группе Navigate

View: Orientation: Isometric View

 

Нажмите правой кнопкой мыши на первую контактную пару в разделе Contact

 

 

Выберите команду Contact Force для отображения величины силы контактного взаимодействия

Contact Force