Експрес аналіз міцності деталей

Аналіз міцності стінки баку

Для швидкого аналізу міцності бака, модель якого була зроблена в лабораторній роботі №3, використуєм обчислювальну функцію COSMOSXpress. Ця функція дозволить провести розрахунок запасу міцності стінки обиічайки бака при встановленні тиску в 1МПа.

Запас міцності обчислюється як порівняння максимального напруження в деталі с межою текучости матеріалу деталі (крітерій Мізеса).

На внутрішну стінку обичайки задаємо тиск= 1МПа.

Включаємо COSMOSXpress (в нових версіях системи SimulationXpress) .

Рис.1 Для обчислення запасу міцності обичайки необхідно:

• вибрати з бази даних матеріал деталі,

• вказати грані, які потрібно закріпити,

• вказати грані, на які давить сила або тиск.

Рис.2 Матеріал вибираємо з Бази даних системи, наприклад «простая углеродистая сталь», виконуємо команду «применить».

Рис.4 Кріпимо бокові грані обичайки- команда «ограничение».

Рис.5 Задаємо тиск в 1МПа на внутрішню циліндричну стінку обичайки- команда «нагрузка».

Рис.6 Программа обчислила запас міцності = 18.91 для товщини стінки = 4мм.

Запас міцності що рекомендується на практиці повинен бути в інтервалі 1.5-2.5 . Це означає оптимальне узгодження товщині стінки деталі та міцності матеріалу.

В нашому випадку ми бачимо що необхідно зменьшити товщину стінки до 0.5мм. або вибрати матеріл меньшої міцності. Це виконаємо редагуя команду «оболочка».

Рис.7 Зараз запас міцності достатній, але при цьому ми зменшили вагу обичайки у вісім разів!

Запишемо у звіт максимальне напруження та максимальну деформацію які виникають при заданому тиску.

Рис.8 Максимальне напруження = 8.2х10⁷ N/m² .

Рис.9 Максимальна деформація становить 0.01492 мм.

ЗВІТ (зразок)

до лабораторної роботи

виконав студент _______________ гр.___________

Початкові дані:

1. Обічайка : Dвнутр.=75 мм.; Дліна=250 мм.

2. Кришка : співвідношення диаметрів=2 до 1.

3. Фланець : Dнаружн=85 мм.; Товщина=4 мм.; Dотвори=2 мм; Кіл.отв.=10.

Виміряні характеристики деталей бака:

1. Обічайка: корисний об’єм=1106.6см³; маса=1936 гр.

2. Кришка: корисний об’єм=130.7см³; маса=349.7 гр.

3. Фланець: ---------------------------------- маса=30.777 гр.

Характеристики бака:

1. корисний об’єм=1106.6+2*130.7 =1368 см3

2. маса =1936+2*349.7+4*30.777 = 2758.508 гр.

Аналіз міцності:

1. Матеріал – Простая углеродистая сталь

2. Товщина стінки 2мм.

3. Тиск 1МПа.

Результати:

Експеримент 1:	Експеримент 2:
Товщина стінки 2мм. Запас міцності: 0,87 Границя текучості: 2,206  108 Н/м2 Максимальне навантаження: 2,535  108 Н/м2 Зміщення поверхні: 1,02мм Висновок: бак не витримує заданого тиску, необхідно збільшити товщину стінки.	Товщину стінки збільшено до 3 мм. Запас міцності: 1,98 Границя текучості: 2,206  108 Н/м2 Максимальне навантаження: 1,37  108 Н/м2 Зміщення поверхні: 0,13мм Висновок: бак витримує заданий тиск. Розрахунки завершено.