Данное видео
посвящено экспресс знакомству с программным продуктом Autodesk Simulation Mechanical (ASM).
В видео решается
задача о статической прочности конструкции показанной на рисунке
Это задача из
конкурса, который Autodesk проводил совместно с инженерным порталом GrabCAD. Под видео дана
ссылка на данный конкурс: https://grabcad.com/challenges/autodesk-robot-gripper-arm-design-challenge.
Для показанной
геометрии необходимо провести статический расчет и в дальнейшем оптимизацию
геометрии, с целью уменьшения массы конструкции
Конструкция
изготовлена из стали ASTM A36, с Gт =
250 МПа (предел текучести)
Верхнее отверстие
жестко закреплено, нижнее может вращаться вокруг собственной оси
Внизу к торцу
конструкции приложена сила в 20 000 Н.
В данном видео,
коротко и без подробных объяснений показывается выполнение статического
расчета. Подробное видео и примеры оптимизации будут показаны позже.
Продолжим. Перед
нами стартовое окно ASM, которое позволяет открыть существующие, либо начать
новые задачи. ASM позволяет работать с достаточно большим перечнем
геометрических файлов, которые можно открывать из родных форматов CAD программ.
Также возможен импорт файлов из нейтральных геометрических форматов, и работа с
расчетными файлами других CAE систем.
В нашем случае, исходная
геометрия была скачана с Grabcad в формате STEP.
Следующим шагом
необходимо выбрать тип задачи. В данном случае Нас устраивает тип задачи по
умолчанию - а именно статическая задача с линейными свойствами материалов. Но
при желании можно выбрать из широкого спектра вариантов.
После открытия
геометрии мы видим интерфейс похожий на большинство современных CAD программ.
В нем есть панель
инструментов выполненная в виде ленты, есть дерево, в данном случае оно
содержит информацию по настройкам задачи. Есть большая графическая область для
интерактивной работы. В ней кроме геометрии, отображается триада, привычные по
другим продуктам Autodesk инструменты по управлению видовым окном. Также можно увидеть масштабную линейку с
текущими единицами измерений. Управление положением модели управляется с
помощью средней клавиши мыши. Вращение - осуществляется ее нажатием.
Для решения
задачи нам необходимо задать тип элементов, свойства материала, создать
конечно-элементную сетку, задать условия закрепления и нагружения и отправить
на решение.
В дереве выбираем
нашу деталь, по правой клавише мыши выбираем тип элемента Edit -> Element Type. Для данной задачи выберем тип элемента Brick.
Теперь двойным
щелчком вызовем библиотеку материалов. При необходимости можно вводить
механические свойства вручную, но можно выбрать и из базы. В нашем случае нам
нужна сталь (Steel), ASTM, ASTM A36.
Сетку будем
создавать с помощью инструментов ленты. Для этого перейдем во вкладку меш, и
создадим сетку с настройками по умолчанию с помощью команды Generate 3d Mesh.
Посмотрим характеристики у нас 500 элементов.
Теперь можно
перейти к заданию граничных условий. Это выполняется с помощью вкладки Setup.
В верхнем
отверстии нам необходимо осуществить жесткую заделку. Для этого воспользуемся
инструментом General Constrain. В нашем случае нам нужно запретить все степени
свободы. это можно сделать нажав на Fixed.
Во втором
отверстии зададим ГУ с помощью Pin Constrain. Нам необходимо запретить осевые и
радиальные перемещения, оставив касательные - т.е. вращательные.
Теперь зададим с
помощью инструмента Force силу по нормали к нижнему торцу детали.
Все необходимые
условия для расчета выполнены. теперь перейдем на вкладку Analysis и запустим
на автоматический расчет с помощью Run Simulation. Теперь необходимо немного
подождать.
Как только расчет
будет окончен программа сразу перейдет в модуль работы с результатами.
Для лучшего
восприятия все результаты ASM показывает цветом. Синее - минимум, красное -
максимум. Для понимания порядка на окне отображена легенда - какому цвету соответствует
какое значение.
На ленте показано
что отображается в данный момент. По умолчанию это результаты расчета
перемещений. Они не должны превышать 8 мм, а у нас получилось 0.3 что
существенно меньше, и значит по перемещениям у нас все в порядке.
Теперь выведем
эквивалентные напряжения по Мизесу. В условиях сказано что они не должны
превышать 82 МПа, а у нас 18 При этом в большей части конструкции и того
меньше.
таким образом по
всем результатам у нас есть запас и действительно конструкцию желательно
оптимизировать.
Более
детально с демонстрацией основных
инструментов и принципов работы в ASM,
будет показана позже.
Спасибо за
внимание.
Комментариев нет:
Отправить комментарий