VŠB- Technická univerzita Ostrava Fakulta strojní Katedra pružnosti a pevnosti. Úvod do MKP Deformační analýza stojanu na kuželky



Podobné dokumenty
VŠB- Technická univerzita Ostrava Fakulta strojní Katedra pružnosti a pevnosti. Úvod do MKP Napěťová analýza tenzometrického snímače ve tvaru háku

VŠB- Technická univerzita Ostrava Fakulta strojní Katedra pružnosti a pevnosti. Úvod do MKP Napěťová analýza modelu s vrubem

VŠB- Technická univerzita Ostrava Fakulta strojní Katedra pružnosti a pevnosti. Úvod do MKP Napěťová analýza maticového klíče

Cvičení 9 (Výpočet teplotního pole a teplotních napětí - Workbench)

TAH/TLAK URČENÍ REAKCÍ

OBTÉKÁNÍ AUTA S PŘÍTLAČNÝM KŘÍDLEM VE 2D

Namáhání ostění kolektoru

VŠB Technická univerzita Ostrava Fakulta strojní Katedra pružnosti a pevnosti (339) Metoda konečných prvků MKP I (Návody do cvičení)

Návrh nekotvené pažící stěny

FIN3D Výukovápříručka

Volba již definovaných nástrojů:

Aplikované úlohy Solid Edge. SPŠSE a VOŠ Liberec. Ing. Jan Boháček [ÚLOHA 27 NÁSTROJE KRESLENÍ]

Výpočet sedání kruhového základu sila

Posouzení stability svahu

Cvičení 3 (Základní postup řešení - Workbench)

Cvičení 3 (Základní postup řešení Workbench 12.0)

Sedmé cvičení bude vysvětlovat tuto problematiku:

Násep vývoj sedání v čase (konsolidace) Program: MKP Konsolidace

Vetknutý nosník zatížený momentem. Robert Zemčík

Posouzení mikropilotového základu

Výpočet konsolidace pod silničním náspem

Metodický postup konstrukce válcové frézy. Vlastní konstrukce válcové frézy

Vytvoření a úpravy geologického modelu

TVORBA VÝROBNÍ DOKUMENTACE CV

Cvičení 7 (Matematická teorie pružnosti)

Výpočet svislé únosnosti a sedání pilot vyšetřovaných na základě zkoušek CPT

Aplikované úlohy Solid Edge. SPŠSE a VOŠ Liberec. Ing. Jan Boháček [ÚLOHA 09 PŘIDAT ÚKOS]

Beton 3D Výuková příručka Fine s. r. o. 2010

Kˇriv e pruty Martin Fiˇser Martin Fiˇ ser Kˇ riv e pruty

Příprava 3D tisku tvorba modelu v SolidWors 3D tisk model SolidWorks. Ing. Richard Němec, 2012

Návrh rozměrů plošného základu

BO009 KOVOVÉ MOSTY 1 NÁVOD NA VÝPOČET VNITŘNÍCH SIL NA PODÉLNÝCH VÝZTUHÁCH ORTOTROPNÍ MOSTOVKY. AUTOR: Ing. MARTIN HORÁČEK, Ph.D.

iešenie nosníka na 2 podperách v Inventore:

Postup při hrubování 3D ploch v systému AlphaCAM

Obr. P1.1 Zadání úlohy v MS Excel

Výpočet přetvoření a dimenzování pilotové skupiny

Přílohy. Příloha 1. Obr. P1.1 Zadání úlohy v MS Excel

GRAVITAČNÍ SÍLA A HMOTNOST TĚLESA

Výpočet svislé únosnosti a sedání skupiny pilot

Kapitola 24. Numerické řešení pažící konstrukce

GeoGebra známá i neznámá

Výukovápříručka. Ocelové spoje

Materiálové vlastnosti: Poissonův součinitel ν = 0,3. Nominální mez kluzu (ocel S350GD + Z275): Rozměry průřezu:

Numerické řešení pažící konstrukce

Cvičení 6 - Nádoby a potrubí (Základní postup řešení - Workbench)

WDLS (BUILDINGDESIGN)

1 Zrcadlení, středění

GEOGRAFICKÉ INFORMAČNÍ SYSTÉMY CVIČENÍ 4

Návrh kotvené pažící stěny

Interpretace zkoušek a vytvoření geologického modelu

Tvorba prezentaci v Autodesk Inventoru 10

P ílohy. P íloha 1. ešení úlohy lineárního programování v MS Excel

CAD_Inventor -cvičení k modelování a tvorbě technické obrazové dokumentace Vytváření výrobního výkresu rotační součásti - hřídele

Předmět: Ročník: Vytvořil: Datum: ŠČERBOVÁ M. PAVELKA V. NAMÁHÁNÍ NA OHYB

CAD_Inventor -cvičení k modelování a tvorbě technické obrazové dokumentace

OHYB (Napjatost) M A M + qc a + b + c ) M A = 2M qc a + b + c )

1 Operace kapsování. Obr. 1 Adresář pro vkládání operací třískového obrábění

3.2 Základy pevnosti materiálu. Ing. Pavel Bělov

Přetvořené ose nosníku říkáme ohybová čára. Je to rovinná křivka.

Vzpěr jednoduchého rámu, diferenciální operátory. Lenka Dohnalová

ZÁKLADNÍ ÚLOHY TEORIE PLASTICITY Teoretické příklady

Klopením rozumíme ztrátu stability při ohybu, při které dojde k vybočení prutu z roviny jeho prvotního ohybu (viz obr.). Obr.

Příklad 7 Průhyb nosníku - složitější případ

Autodesk Inventor 8 - výkresová dokumentace, nastavení

Napětí v ohybu: Výpočet rozměrů nosníků zatížených spojitým zatížením.

Aplikované úlohy Solid Edge. SPŠSE a VOŠ Liberec. Ing. Jan Boháček [ÚLOHA 31 - KÓTOVÁNÍ]

1 Vetknutý nosník částečně zatížený spojitým zatížením

Aplikované úlohy Solid Edge. SPŠSE a VOŠ Liberec. Ing. Jan Boháček [ÚLOHA 15 VĚTRACÍ OTVOR]

VÝUKA PČ NA 2. STUPNI základy technického modelování. Kreslící a modelovací nástroje objekty, čáry

Výpočet konsolidace pod silničním náspem

Postup zadávání základové desky a její interakce s podložím v programu SCIA

Výpočet vodorovné únosnosti osamělé piloty

Definujte poměrné protažení (schematicky nakreslete a uved te jednotky) Napište hlavní kroky postupu při posouzení prutu na vzpěrný tlak.

Řazení, filtrování a seskupování, vlastní zobrazení

Voltampérová charakteristika diody

Rešerše: Kreslení hřídele. v programu CATIA V5

Šesté cvičení bude vysvětlovat tuto problematiku:

Betonové konstrukce II - BL09. Studijní podklady. Příručka na vytvoření matematického modelu lokálně podepřené desky pomocí programu Scia Engineer

Základní vzorce a funkce v tabulkovém procesoru

Novinky v Solid Edge ST7

2.2 Mezní stav pružnosti Mezní stav deformační stability Mezní stav porušení Prvek tělesa a napětí v řezu... p03 3.

METODIKA VÝPOČTU NÁHRADNÍ TUHOSTI NOSNÍKU.

Střední průmyslová škola strojírenská a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky, Kolín IV, Heverova 191

Únosnost kompozitních konstrukcí

Téma 9: Vícenásobná regrese

Obecný Hookeův zákon a rovinná napjatost

Výpočet sedání osamělé piloty

Technické kreslení v programu progecad 2009

Určení řezných podmínek pro frézování v systému AlphaCAM

Aplikované úlohy Solid Edge. SPŠSE a VOŠ Liberec. Ing. Aleš Najman [ÚLOHA 38 KONTROLA A POHONY]

Obr.1: Modelované těleso

Průvodní zpráva ke statickému výpočtu

Tvorba výpočtového modelu MKP

OTÁZKY K PROCVIČOVÁNÍ PRUŽNOST A PLASTICITA II - DD6

Parametrizovaná geometrie v COMSOL Multiphysics, verze 3.5a

Nejprve v rámu Nastavení zrušíme zatrhnutí možnosti nepočítat sedání. Rám Nastavení

Mechanika s Inventorem

Konstrukce součástky

Náhradní ohybová tuhost nosníku

Transkript:

VŠB- Technická univerzita Ostrava akulta strojní Katedra pružnosti a pevnosti Úvod do KP Autor: ichal Šofer Verze Ostrava

Úvod do KP Zadání: Určete horizontální a vertikální posun volného konce stojanu na kuželky, kde rovněž působí síla. Analýzu proveďte jednak analyticky a posléze prostřednictvím programu Ansys Workbench. Výsledky z obou přístupů poté srovnejte. Dáno: mm, R 6 mm, 3 mm, D 8 mm, D 75 mm, E Pa, µ.3, 5 N. Příčný průřez D D Obrázek : Rozměry součásti 4

Úvod do KP. Vyhodnocení horizontálního a vertikálního posunu volného konce prostřednictvím analytického přístupu Pro stanovení horizontálního a vertikálního posunu volného konce využijeme Castigliánovy věty. Stanovení průhybu ve vertikálním směru omený nosník si rozdělíme na dva úseky tak, jak je to zobrazeno na obrázku č.. Poté v nich určíme průběh ohybového momentu v závislosti na síle, která způsobuje v daném místě průhyb ve vertikálním směru. Danou závislost posléze parciálně derivujeme podle síly, vyvozující průhyb v daném místě a v daném směru a tento produkt společně s vyjádřením průběhu ohybového momentu pro daný interval dosadíme do Castigliánovy věty [], která má tvar: w E d, () kde w vyjadřuje průhyb pod silou, která působí ve vyšetřovaném místě, () vyjadřuje průběh ohybového momentu, E určuje Youngův modul pružnosti a vyjadřuje moment setrvačnosti vzhledem k ose, kolem které se realizuje ohyb. Obrázek : Rozdělení nosníku na úseky 3 4

Úvod do KP 4 4 Platí:,, Po dosazení do výrazu (): + + + E d d E d d E w V 3 3 ) ( ) ( ) ( ) ( () Pro moment setrvačnosti platí: 4 4 64 D D π (3) Po číselném dosazení do () obdržíme vertikální průhyb o velikosti w V 6,8 mm Stanovení průhybu v horizontálním směru Postup pro stanovení průhybu v horizontálním směru bude prakticky shodný s výše uvedeným postupem s tím rozdílem, že si ve vyšetřovaném místě musíme definovat doplňkovou sílu D ve směru horizontálního posuvu, kterou poté v konečném výrazu pro horizontální posuv položíme rovnu nule. Obrázek 3: Rozdělení nosníku na úseky D

Úvod do KP 5 4 Platí:, D, D D + Po dosazení do výrazu (): ) ( ) ( E d E d E d E w D V + + (4) Po číselném dosazení do (4) obdržíme vertikální průhyb o velikosti w 5,5 mm.. Vyhodnocení napětí na základě KP výpočtu Pro řešení příkladu prostřednictvím KP přístupu využijeme software ANSYS Workbench 3. Uvedená úloha má statický charakter, tudíž si v nabídce analýz zvolíme položku Static Structural. Položka Engineering Data obsahuje informace o použitém materiálu. Defaultně je zde nastavena ocel s modulem pružnosti E Pa, Poissonovým číslem µ.3 a hustotou ρ785 kg. m -3. Daný materiál vyhovuje naším požadavkům, ponecháme proto tuto položku beze změny. Obrázek 4: Detail hlavní nabídky

Úvod do KP V následujícím kroku se přesuneme do sekce Geometry, ve které je nutné trubkový stojan namodelovat. Po přesunu do prostředí geometrie klikneme na rovinu XY Plane a zvolíme novou skicu New Sketch. K nástrojům pro kreslení se dostaneme přes záložku Sketching. Obrázek 5: Definování skicy v rovině XY Pomocí nástrojů v záložce Sketching nakreslíme tvar stojanu, jehož strany posléze zakótujeme a upravíme na rozměry, uvedené v zadání (Obr. 6 a 7). Nezapomeňme vytvořit zaoblení horního rohu o velikosti 6 mm pomocí funkce illet, která je uvedena v záložce odify. Obrázek 6: Tvorba zaoblení 6 4

Úvod do KP Obrázek 7: Úprava rozměrů součásti V této úloze budeme využívat prvky typu BEA. Před samotným síťováním je však nutné převést hotovou skicu na souvislou čáru, k tomu nám poslouží příkaz ines rom Sketches, který nalezneme v hlavní nabídce pod tlačítkem Concept. Obrázek 8a: Převedení skicy na souvislou čáru 7 4

Úvod do KP Po kliknutí na uvedenou položku po nás program vyžaduje výběr skicy (Obr. 8b), vybereme tedy hotovou skicu Sketch a výběr potvrdíme tlačítkem Apply, poté klikneme na tlačítko Generate. Obrázek 8b: Převedení skicy na souvislou čáru Následně budeme definovat příčný průřez stojanu. V hlavní nabídce opět klikneme na tlačítko Concept a pod položkou Cross Section zvolíme možnost Circular Tube (Obr. 9), kde je nutné uvést vnitřní a vnější poloměr trubkového profilu (Obr. ). Obrázek 9: Definice příčného průřezu 8 4

Úvod do KP Obrázek : Definice příčného průřezu Posledním krokem v této části bude přepnutí se na položku ine Body, ve které přiřadíme námi nakreslenému rámu definovaný příčný průřez (Obr. ). Obrázek : Přiřazení příčného průřezu k nakreslené součásti 9 4

Úvod do KP Nyní se přesuneme do položky odel, kde vygenerujeme síť konečných prvků typu BEA, aplikujeme okrajové podmínky, nadefinujeme požadované výstupy a posléze spustíme výpočet. V prvním kroku je nutné generovat síť konečných prvků, kliknutím na položku esh se nám ve spodní části levého sloupce zobrazí nabídka, týkající se nastavení generované sítě. edinou položkou, která nás bude zajímat je nastavení velikosti elementu na 3 mm (Obr. ). Poté klikneme pravým tlačítkem na esh a zvolíme možnost Generate esh. Obrázek : Generování sítě Nyní přistoupíme k zadávání okrajových podmínek. Stojan na kuželky je ve většině případů zabetonován do země, tomuto způsobu uchycení odpovídá vetknutí spodního bodu naší součásti. Klikneme-li na položku Static Structural, zobrazí se nám v horní liště nabídka pro definování okrajových podmínek. Klikneme na položku Supports a zvolíme možnost Remote displacement (Obr. 3a). Obrázek 3a: Definování vetknutí 4

Úvod do KP Položku Remote Displacement posléze nastavíme dle obrázku 3b. Nezapomeňme rovněž na výběr spodního bodu, na který se má daná vazba definovat. Obrázek 3b: Definování vetknutí V následujícím kroku je nutní zadat do koncového bodu horního ramene sílu o velikosti 5 N. V horní liště s nabídkou okrajových podmínek klikneme na položku oads, kde zvolíme možnost orce (Obr. 4a). Obrázek 4a: Zadávání síly na koncový bod horního ramene 4

Úvod do KP Vybereme koncový bod horního ramene a klikneme na tlačítko Apply. Poté zadáme sílu prostřednictvím komponent v jednotlivých osách (ožnost Define by - Components) podle obrázku 4b. Obrázek 4b: Zadávání síly na koncový bod horního ramene V posledním kroku zbývá nadefinovat požadované veličiny ve výsledcích. Vzhledem k tomu, že nás zajímá posun v horizontálním a vertikálním směru, klikneme na položku Solution a z horní lišty si vybereme možnost Deformation, kde si zvolíme Directional. Obrázek 5: Nastavení požadovaných výsledků Pro případ určení horizontálního posunu musíme ve vlastnostech položky Directional Deformation nastavit v záložce Orientation možnost X Ais (Obr. 6). Obdobně definujeme vertikální posun, s tím rozdíle, že v záložce Orientation zvolíme možnost Y Ais. 4

Úvod do KP Nyní spustíme výpočet tlačítkem Solve. Obrázek 6: Nastavení položky Directional Deformation 3. Výsledky Na následujících obrázcích je znázorněn průběh horizontálního (Obr. 7) resp. vertikálního posunu (Obr. 8) v mm po celé délce lomeného nosníku, v našem případě stojanu na kuželky. Obrázek 7: Průběh horizontálního posunu Obrázek 8: Průběh vertikálního posunu 3 4

Úvod do KP 4. Porovnání jednotlivých přístupů Přístup w orizontální [mm] w Vertikální [mm] analyticky 5,5 (-)6,8 KP 6-7,55 5. iteratura [] ÖSC, C.; Pružnost a pevnost ve strojnictví, SNT, Praha 97, 375 s. 4 4