Научно-исследовательский раздел
Расчет коленчатого вала метод сопротивления материалов
Расчеты производились с помощью ЭВМ. Исследования проводились при следующих режимах работы поршневого насоса: при предельном давлении в цилиндрах (35,7 МПа); при номинальном давлении в цилиндрах (27,8 МПа); при высоком давлении в цилиндрах (18,9 МПа); при среднем давлении в цилиндрах (10 МПа); при минимальном давлении в цилиндрах (0,22 МПа);
Таблица 4.1 – Значение максимальных напряжений в шатунной шейке
| Крутящий момент, Н*м | 184250 | 146250 | 97500 | 52125 | 1143,45 |
| Напряжение, МПа | 58,68 | 46,58 | 31,1 | 16,6 | 0,36 |
Анализ напряженно–деформированного состояния коленчатого вала решателем NX Nastran, SolidWorks Simulation и APM FEM
Для того чтобы анализ был достоверным, были созданы трехмерные модели коленчатого вала со сварными швами в каждой из программ. Во всех трех случаях была применена сетка 25 мм и фиксированное крепление коленчатого вала за цапфы. Анализировать напряженно–деформированное состояние будем в шатунной шейке первого колена.
Рисунок .4.1 – Трехмерная модель коленчатого вала в программе Компас 3D
Расчет в APM FEM показал, что набольшее напряжения испытывает щека первого колена на рисунке 4.2.
Рисунок 4.2 – Максимальное напряжение при расчете коленчатого вала в APM FEM
Таблица 4.2 – Значение максимальных напряжений в шатунной шейке
| Крутящий момент, Н*м | 184250 | 146250 | 97500 | 52125 | 1143,45 |
| Напряжение, МПа | 65 | 51,7 | 34,5 | 18,3 | 0,4 |
|
|
|
Расчет в SolidWorks Simulation также показал, что максимальное напряжение на коленчатом валу испытывают щеки, однако значения напряжений значительно превышают те, которые были получены в APM FEM.
Рисунок 4.3. – Распределение напряжений на коленчатом валу в программе SolidWorks Simulation
Таблица 4.2 – Значение максимальных напряжений в шатунной шейке
| Крутящий момент, Н*м | 184250 | 146250 | 97500 | 52125 | 1143,45 |
| Напряжение, МПа | 111 | 88 | 58,8 | 31,4 | 0,68 |
Распределение напряжений при расчете в NX Nastran совпадает с распределением, которое было получено в SolidWorks Simulation. Зависимость значений напряжения от нагружения коленвала представлена в таблице 4.3.
Расчет в NX Nastran также показал, что максимальное напряжение на коленчатом валу испытывают щеки, однако значения напряжений превышают те, которые были получены в APM FEM..
Рисунок 4.4. – Распределение напряжений при расчете в NX Nastran
Таблица 4.3 – Значение максимальных напряжений в шатунной шейке
| Крутящий момент, Н*м | 184250 | 146250 | 97500 | 52125 | 1143,45 |
| Напряжение, МПа | 74,66 | 59,2 | 39,5 | 21,1 | 0,46 |
4.3 Сравнительный анализ результатов расчета по методу сопротивления материалов и методом конечных элементов
|
|
|
На рисунке 4.5 представлены зависимости напряжений от прикладываемого к коленчатому валу крутящему моменту, полученные при расчете по методу сопротивления материалов и методом МКЭ в различных программах.
Рис. 4.5. – Зависимости напряжений от прикладываемого к коленчатому валу крутящего момента
Из полученных значений видно, что результат расчета по методу сопротивления материалов отличается от результатов расчета методом конечных элементов в программах NX Nastran, SolidWorks Simulation и APM FEM. При увеличении крутящего момента наблюдается увеличение разности показаний в расчете методом конечных элементов и методом сопротивления материалов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основании проделанной работы над дипломным проектом были сделаны следующие выводы и достигнуты следующие результаты:
1. Разработан технологический процесс сборки и сварки коленчатого вала;
2. Спроектирована установка для сварки коленчатого вала;
3. Проведенные работы в программах трехмерного моделирования вошли в учебное пособие «Программное обеспечение машинной графики».
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 404; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!