Моделирование напряженно-деформированного состояния детали в конечно-элементном пакете (стр. 2 из 2)
Рисунок 10 – Модель с приложенной нагрузкой
3.3.3. Разбиение модели на конечные элементы
Для того чтобы наложить сетку на нашу модель выполняем следующие действия:
1. Нажмите кнопку «Сетка» на панели инструментов «COSMOSWorks – Основные функции» или «COSMOSWorks\Сетка\Создать…»;
2. Задаём глобальный размер 0.4мм.
3. Нажимаем кнопку «ОК».
Рисунок 11 – Модель, разбитая на конечные элементы
4 Результаты расчета
4.1 Решение модели с заданными граничными условиями
После задания всех необходимых величин, производится расчет конструкции. Для запуска анализа нужно на панели инструментов «COSMOSWorks – Основные функции» нажать на кнопку «Выполнить» или выбрать пункт меню «COSMOSWorks\Выполнить». Начнется анализ, и появится окно хода выполнения.
4.2 Графическое представление решения
На рисунке 12 графически представлена степень напряжения конструкции, в зависимости от различных тонов.
Рисунок 12 – Напряжение
Таблица № 1 – Узлы с минимальным и максимальным напряжением
| Мин | Место | Макс | Место |
| 3.47304e-005 | (-3.54819 mm, | 0.00915862 | (-1.46231 mm, |
| Элемент: 5825 | -16.9865 mm, | Элемент: 9148 | -0.213655 mm, |
| 0.111401 mm) | 0.097734 mm) |
На рисунке 13 графически представлена степень смещения узлов конструкции в зависимости от различных тонов.
Рисунок 13 – Перемещение
Таблица № 2 – Узлы с максимальным и минимальным перемещением
| Имя | Мин | Место | Макс | Место |
| Построение1 | 0 m | (2.3154 mm, | 0.000241492 m | (-1.42 mm, |
| Узел: 878 | -4.84815 mm, | Узел: 25613 | -13.6739 mm, | |
| -2.43674e-014 mm) | -1.28693e-015 mm) |
На рисунке 14 графически представлена степень деформации конструкции.
Рисунок 14 – Деформация
Рисунок 22 – Максимальная нагрузка детали
Из рисунка видно что деталь выше напряжения 2.757е+007 N/m2 начинает разрушаться.
5 «Оптимизация расчета» размера элемента МКЭ под ресурсы вычислительной системы.
5.1 Задание параметров
Необходимо оптимизировать сетку (размер конечного элемента), чтобы точность расчетов и нагрузка системных ресурсов были оптимальными. Для этого проведем еще несколько подобных вычислений при значении сетки равном 2, 1, 0.4 мм. Вычисления с более мелким размером конечного элемента конфигурация компьютера провести не позволила.
5.2 Запуск процесса оптимизации
После задания всех необходимых величин, расчеты конструкции производятся аналогичным образом.
Результаты вычислений приведены в таблице 3.
| Размер элемента (мм) | Количество элементов | Количество узлов | Время вычислений |
| 2 | 791 | 1589 | 1сек |
| 1 | 2783 | 5488 | 2 сек |
| 0.4 | 13408 | 26626 | 5 сек |
Рисунок 23 – Минимальный размер сетки (0.4 мм)
Заключение
В результате работы был проведен расчет напряженно- деформированного состояния твердотельной модели при помощи конечно-элементного пакета COSMOSWorks. Можно сделать вывод о том, что CAD/ CAE системы позволяют быстро и с высокой точностью выполнять практическое решение реальных промышленных задач механики.
Пакет COSMOSWorks является лидером среди множества пакетов, позволяющих решать всевозможные инженерные задачи. COSMOSWorks позволяет относительно быстро производить достаточно сложные расчеты, а также выводит полученные результаты в удобной для пользователя форме.
Литература
1. Макарова Е.И. Моделирование поверхностей: Учебное пособие/АлтГТУ.- Барнаул.:1994, - 51с.
2. Помаев, А.Т. Инструменты и средства SolidWorks:Справочное пособие / А.Т. Помаев, И.П. Ливанов.— М. : Едиториал УРСС,2006. —316 с.