Контрольні питання

1. Етапи визначення коефіцієнта концентрації напружень методом КЕ.

2. Елементи першого і другого порядку.

3. Завдання розміру елементу уздовж лінії. Мета такого способу завдання?

4. Чому не можна навантажувати пластину протилежно направленими силами?

5. Вплив кількості КЕ на точність розрахунку.

6. Ефективний і теоретичний коефіцієнти концентрації напружень. Фізичний сенс і методи їх визначення.

7. Лінійна і білінійна моделі матеріалів. Основні особливості і способи завдання.

Практична робота №7 Розрахунок на міцність ободної частини диска компресора високого тиску з пазами типу "ластівчин хвіст"

Ціль роботи: Ознайомитися із основними прийомами розрахунку напружень, діючих при статичному навантаженні консольно закріпленої ободної частини диска КВТ з пазами типу "ластівчин хвіст"

Постановка задачі: Визначити максимальні, мінімальні напруження, небезпечний перетин зразка, запас міцності по межі міцності матеріалу та величину концентрації напружень.

Порядок виконання роботи

імпортуйте модель ободної частини диску КВТ, ім’я файлу – "DiskKVD.sat".

Рисунок 7.1 – Каркасна модель ободної частини диска КВТ.

1. Відобразіть каркасну модель (рис. 7.1) у вигляді площин і об’ємів:

Utility Menu → PlotCtrls → Style → Solid Model Facets ...

- Виберіть "Coarse", потім [OK]

2. Виберіть тип кінцевого елемента (Solid 95).

3. Задайте властивості матеріалу (матеріал ізотропний; модуль пружності 210⁵ МПа; коефіцієнт Пуассона 0,3).

4. Виконайте розбиття моделі вільною сіткою кінцевих елементів, заздалегідь встановивши розмір елемента для розбиття: 1,410^-3 м (1,4 мм).

5. Закріпіть зразок за площини крайнього міжпазового виступу, прилеглі до площин хвостовиків лопаток, які встановлюють в пази при складанні вузла (площини 1, 2, 3, та 4 на рис. 7.2).

6. Виконайте статичне навантаження ободної частини диска. Для цього протилежний торець зразка (лінія 5 на рис. 7.2) змістіть донизу в напрямку відповідної вісі на 510^-4 м (0,5 мм), що еквівалентно навантаженню 180 МПа.

7. Виконайте розрахунок напружено-деформованого стану ободної частини диска КВТ с поточними настройками:

Main Menu → Solution → Solve → Current LS

Рисунок 7.2 – Площини та лінії для закріплення і навантаження зразка

8. Відобразіть розподіл еквівалентних напружень (за Мізесом) в різних частинах зразка:

Main Menu → General Postproc → Plot Results → Contour Plot → Nodal Solution…

- Виберіть "Stress" та "von Mises" [OK].

9. Визначте величину максимального и мінімального напруження. Для цього необхідно визначити небезпечний перетин ободної частини диска, місця концентрації напружень.

Розрахуйте величину запасу міцності по межі міцності матеріалу (жаростійкий сплав на нікелевій основі ЭИ 698-ВД межа міцності _в=1050 МПа).

10. Визначте коефіцієнт конструктивної концентрації напружень, створений викружкою паза, для чого визначте величину напруження в зоні викружки та в найближчому до неї перетині, використовуючи команду:

Main Menu → General Postproc → Query Results

Далі необхідно відключити функцію POWRGRPH:

ANSYS Toolbar → POWRGRPH → Off → [OK] → Nodal Solu …

Виберіть напруження за Мизесом и вкажіть вузол, в якому необхідно визначити напружений стан.

11. Задайте білінійну модель зміцнення матеріалу, використовуючи залежність між деформацією и напруженнями, приведену на рис. 6.1. Визначте ефективний коефіцієнт концентрації напружень від викружки паза та порівняйте його із величиною теоретичної концентрації напружень.

12. У звіті практичного заняття відобразіть основні етапи оцінки міцностної надійності ободної частини диска та результати розрахунків. Поясніть відмінність між величиною теоретичного и ефективного коефіцієнта концентрації напружень.