Лабораторная работа в ansys

выполнить работу по методе

5.2. Постановка задачи Для стальной детали, схема которой представлена на рис. 6, рассчитать собственные частоты детали в ненагруженном состоянии; сделать анимационный файл к одной или нескольким (по указаниям преподавателя) собственным частотам; провести анализ собственных частот той же детали в преднагруженном состоянии и сравнить результаты, внести в деталь модификацию, чтобы избежать резонанса в процессе эксплуатации. Рис. 6. Схема детали (размеры в миллиметрах) 5.3. Порядок выполнения работы в ПК ANSYS 1. Выбрать тип анализа для фильтрации меню: Main Menu → Preferences → Structural → ОК. 2. Выбрать тип используемого элемента, задать его толщину и определить свойства материала. Выбрать тип элемента: 13 Main Menu → Preprocessor → Element Type → Add/Edit/Delete → Add… → → Structural Shell → Elastic 4node 63 → ОК→ Close. Задать его толщину: Main Menu → Preprocessor → Real Constants → Add/Edit/Delete → → Add… → ОК → Shell thickness at node I TK(I) = 0.005 м → ОК → Close. Выбрать свойства материала и задать его характеристики: Main Menu → Preprocessor → Material Props → Material Models → Material Models Available → Structural → Linear → Elastic → Isotropic → EX = = 2е11 Па, PRXY = 0.3 → ОК → Density → DENS = 7800 кг/м3 → OК. Закрыть окно задания свойств материала Define Material Model Behavior. 3. Задать координаты узлов детали: Main Menu → Preprocessor → Modeling → Create → Areas → Rectangle → → By Dimensions, X1 = 0, X2 = 0.05, Y1 = 0, Y2 = 0.05 → Apply → X1 = 0.05, X2 = 0.1, Y1 = -0.05, Y2 = 0.1 → OК. 4. Соединить полученные прямоугольники: Main Menu → Preprocessor → Modeling → Operate → Booleans → Add → → Areas → Pick All. 5. Разбить модель на конечные элементы: Main Menu → Preprocessor → Meshing → MeshTool → Shape: Quad → → Free → Mesh → Pick All → Close. 6. Выбрать тип анализа и опции решателя: Main Menu → Solution → Analysis Type → New Analysis → Modal → ОК; Main Menu → Solution → Analysis Type → Analysis Options → Mode extraction method = Block Lanczos, No. of modes to extract = 30, Expand mode shapes = Yes, No. of modes to expand = 10, Calculate element results? = No, Use lumped mass approx? = No, Incl prestress effects = No → OК → Start Freq (initial shift) = 0, End Frequency = 100000 → ОК. 7. Выполнить расчет ненагруженной конструкции (когда появится окно /STATUS Command, закрыть его): Main Menu → Solution → Solve → Current LS → OК → Yes → Close. 8. Просмотреть результаты расчета ненагруженной конструкции. Просмотреть все найденные собственные частоты: Main Menu → General Postproc → Results Summary. Прочитать из файла результат для первой собственной частоты: Main Menu → General Postproc → Read Results → First Set. Построить изображение формы для первой собственной частоты: Main Menu → General Postproc → Plot Results → Contour Plot → Nodal Solu → Item to be contoured = Nodal Solution − DOF Solution − Displacement vector sum → ОК. Чтобы прочитать результат для следующей N-й собственной частоты, необходимо N − 1 раз выполнить следующую команду: 14 Main Menu → General Postproc → Read Results → Next Set. Построить изображение той же командой: Main Menu → General Postproc → Plot Results → Contour Plot → Nodal Solu → Item to be contoured = Nodal Solution − DOF Solution − Displacement vector sum → ОК. Для лучшего просмотра форм можно развернуть деталь. Для этого на экране справа нужно выбрать пиктограмму с появляющейся подписью Dynamic Model Mode. Деталь можно поворачивать, держа нажатой правую кнопку мыши и перемещая курсор по экрану. Результат расчета для десятой формы показан на рис. 7. Рис. 7. Десятая форма собственных колебаний детали на частоте 2905 Гц Для всех собственных частот просмотреть анимацию колебаний детали, повторно загружая результаты из файла и подавая следующую команду: Utility Menu → Plot Ctrls → Animate → Mode Shape… → No. of frames to create = 50, Time delay (seconds) = 0.01, Acceleration type = Linear, Display Type = DOF Solution − Translation USUM → ОК. 15 9. Выполнить прочностной статический анализ преднагруженной конструкции. Выбрать тип анализа: Main Menu → Preprocessor → Loads → Analysis Type → New Analysis → Static → ОК. Закрепить деталь и приложить к ней внешнее воздействие: Main Menu → Preprocessor → Loads → Define Loads → Apply → Structural → Displacement → On Lines → указать на линию закрепления на левом торце детали → ОК → Displacement value = 0 → ОК; Main Menu → Preprocessor →