Реферат

Реферат Расчёт элементов конструкции вагонов с применением ПК ANSYS

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 21.4.2025



.
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 каждому узлу хребтовой балки.

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 FY, а в строке VALUE Force/moment – -15000 (минус указывает направление силы оси Y), нажимаем ОК.
Процессорная обработка

Запуск на расчёт

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 нажить ОК.
Постпроцессорная обработка

Вывод результатов в графическом вводе

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

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

В графическом окне появиться контурное распределение поле напряжений по балке, представлена на рисунке 2.

В левом верхнем углу отображается минимальное (SMN) и максимальное (SMX) значение напряжений в модели.

В нижней частим цветовая линейка. Каждому цвету соответствует интервал напряжений. Максимальное напряжений составляют 155 МПа. Зона максимальных напряжений находиться по середине балки – сверху.

Допускаемое напряжение определяется по формуле [3]:

[σ] = кп ·σт
где кп – коэффициент запаса прочности, кп – 0,9;  [3]

σт- предел текучести, для стали 09Г2Д σт – 310 МПа;  [2]
[σ] = 0,9·310=279 МПа

Рисунок 2 – Контурное распределение полей эквивалентных напряжений.
Условие прочности элементов вагона выражается в следующем виде:

σр ≤ [σ]

где σр и [σ] – соответственно расчётное и допускаемое напряжение.

Максимальное напряжение в балке равны 155 МПа, а допускаемое напряжение для стали 09Г2Д составляет 279 МПа, следовательно, хребтовая балка удовлетворяет условию прочности по допускаемым напряжениям.
Список использованных источников
1   В.Ф. Лапшин, К.М. Колясов Компьютерные технологии расчёта вагонов систем: Методическое руководство. – Екатеринбург: УрГУПС, 2008.-68с.

2   Марочник сталей и сплавов / В.Г. Сорокин, А.В. Волосникова, С.А. Вяткин и др.; под общ. ред. В.Г. Сорокина – М.: Машиностроение, 1989. – 640 с.

3   Нормы для расчёта и проектирования новых и проектирования новых и модернизированных вагонов железных дорог МПС 1520 мм (несамоходных). М.: ВНИЖТ-ВНИИВ, 1997. – 317с.


1. Реферат на тему A Severe Drought Was The Primary Cause
2. Реферат на тему Animal Rights Advocates Of Western New York
3. Реферат на тему Schwarzenegger Essay Research Paper Biograhy of Arnold
4. Реферат на тему Внешнее дыхание и функции легких
5. Реферат Електронна комерція стан та перспективи розвитку
6. Реферат Человек - главный фактор и цель общественного производства
7. Курсовая на тему Финансирование здравоохранения 2
8. Курсовая Основные принципы и методика составления консолидированной отчетности
9. Реферат на тему Assisted Suicide Essay Research Paper Jessie Virdi
10. Биография на тему Вяземский Александр Алексеевич