Практична робота №1 Проведення інженерних розрахунків деталей в математичному пакеті MathCad
Мета роботи: засвоїти методику проведення інженерних розрахунків за допомогою математичного пакету MathCAD, при проектуванні деталей автомобіля.
Обладнання, прилади та матеріали:
персональний комп’ютер;
математичний пакет MathCAD.
Загальні теоретичні відомості
Сучасний автомобіль являє собою складну електромеханічну систему. В процесі проектування нового або модернізації існуючого автомобіля розв’язуються задачі розрахунку параметрів і дослідження процесів у цій системі. При проведенні багатоваріантних розрахунків систему заміняють моделлю. Модель може бути представлена різними способами. Найбільш універсальним є математичний опис процесів – математичне моделювання.
Одним із представників сучасних інтегрованих математичних пакетів, що орієнтовані на „непрограмуючого” користувача, є пакет MathCAD фірми MathSoft. Система MathCAD забезпечує потужні, зручні і наглядні засоби опису алгоритмів розв’язку математичних задач. MathCAD – універсальний математичний пакет, що призначений для виконання інженерних і наукових розрахунків. Математичне забезпечення пакета дозволяє розв’язувати багато задач в об’ємі інженерного ВНЗ.
При рішенні задач з проектування деталей і процесів автомобіля, основну увагу необхідно звертати на етапи розв’язку з використанням комп’ютера:
постановка задачі;
створення розрахункової схеми;
створення математичної моделі (запис рівнянь і вибір методу рішення);
програмна реалізація;
Розглянемо декілька прикладів розв’язків інженерних задач за допомогою MathCAD.
Приклад 1. Визначення параметрів листової ресори.
Мета розрахунку: визначення раціональних параметрів листової ресори.
Вихідними даними для розрахунку служать: навантаження від вісі на колеса; довжина ресори, обмежена по допустимому напруженню.
Рисунок 1.1 – Розрахункова схема ресорного підвішування
1 – корінні листи ресори;
2 – набірні листи ресори;
3 – хомут ресори;
4 – кронштейни;
Рс – навантаження на ресору.
Вибір параметрів ресорного підвішування доцільно починати з розрахунку ряду варіантів виконання листових ресор, для того, щоб мати можливість змінювати жорсткість ресори за рахунок зміни числа корінних листів m, набірних листів n, і їх висоти h, залишаючи габаритні розміри – довжину L і ширину b – постійними для всіх варіантів. В прикладі розрахункові формули задані у вигляді функції від змінних (m, n), де m – кількість корінних листів, n –кількість набірних листів ресори.
Приклад 2. Визначення параметрів гвинтової пружини.
Мета розрахунку: визначення параметрів пружини мінімальної маси. Вихідними даними для розрахунку служать: навантаження на пружину, діаметр навивки, діаметр прутка, допустимі значення напружень і стійкості пружини.
Рисунок 1.2 – Розрахункова схема гвинтової пружини
Розрахунки проводять залежно від кількості витків пружини - змінної n.
Користувач задає діаметр прутка і визначає за графіками допустиму кількість витків.
