Iii республикалық студенттік ғылыми-практикалық конференциясының баяндамалар жинағЫ

Методика исследований основана на инженерном анализе с помощью программы

жүктеу/скачать 13,94 Mb.

бет	178/184
Дата	08.06.2018
өлшемі	13,94 Mb.
	#41389

1 ... 174 175 176 177 178 179 180 181 ... 184

Методика исследований основана на инженерном анализе с помощью программы Scad Office 11.3 шестнадцати конечно-элементных моделей (далее – КЭМ) с различными сочетаниями соотношений конструктивно-геометрических параметров модулей «АРМАС». Все КЭМ представляли собой консольные модели-балки длиной 1 м с опорой – жесткой заделкой, нагруженные на конце консоли сосредоточенной силой F.

Основными варьируемыми конструктивно-геометрическими параметрами (при базовом размере d – диаметре продольных стержней) выбраны:

- относительный диаметр средней линии винтового стержня х = а₁ = d_c/d (фактор х), который варьируется на четырех уровнях – а₁ = 10, 15, 20 и 25 (d_с – диаметр средней линии винтового стержня);

- относительный шаг винтового стержня у = а₂ = t/d (фактор y), который варьируется на четырех уровнях – а₂ = 10, 15, 20 и 25 (t – шаг каждого винтового стержня).

Фактор ограничения (унификации) – равенство диаметров d = d_w проволоки-заготовки для продольных и винтовых стержней.

В качестве основного оптимизируемого фактора принят эквивалентный удельный показатель несущей способности (по прочности)

, где [М] – изгибающий момент, допускаемый по условию прочности модуля-балки; σ_Т – предел текучести материала; А – площадь поперечного сечения модуля-балки. В качестве второго оптимизируемого фактора принят эквивалентный удельный показатель балочной жесткости

, где I_yE – эквивалентный момент инерции поперечного сечения модуля-балки, подсчитываемый по величине балочного прогиба ее концевого сечения. Допускаемый изгибающий момент [М] для каждой модели определялся при условии достижения эквивалентным напряжением σ_э4 (по 4-й теории прочности) в наиболее напряженном конечном элементе одного из продольных стержней, примыкающем (как правило) к жесткой заделке модели-балки, значения предела текучести материала σ_Т. В качестве материала принята углеродистая сталь обыкновенного качества с пределом текучести σ_Т = 240 МПа.

Результаты инженерного анализа для всех конечно-элементных моделей приведены в таблице 1.

Таблица1. Конструктивно-геометрические параметры и результаты численно-экспериментального анализа КЭМ модулей «АРМАС» при балочном изгибе

Обозначение КЭМ	Значения геометрических параметров КЭМ:							Выходные расчетные данные по КЭМ:
Обозначение КЭМ	а₁ = d_c/d	а₂ = t/d	d_с, (мм)	t, (мм)	d_n, (мм)	А (мм²)	[М] (Нмм)
20811	10	10	100	100	120	1146,2	3,03∙10⁶		0,3247	0,1105
20812	10	15	100	150	120	992,9	2,81∙10⁶		0,3745	0,111 (max)
20813	10	20	100	200	120	920,8	2,56∙10⁶		0,382 (max)	0,1
20814	10	25	100	250	120	880,6	2,35∙10⁶(min)		0,375	0,0893
20821	15	10	150	100	170	1385,0	3,46∙10⁶		0,28	0,11
20822	15	15	150	150	170	1146,2	3,24∙10⁶		0,348	0,109
20823	15	20	150	200	170	1030,4	2,95∙10⁶		0,372	0,0955
20824	15	25	150	250	170	963,5	2,69∙10⁶		0,374	0,0832
20831	20	10	200	100	220	1627,7	3,66∙10⁶		0,232	0,075
20832	20	15	200	150	220	1304,8	3,46∙10⁶		0,306	0,0891
20833	20	20	200	200	220	1146,2	3,08∙10⁶		0,331	0,079
20834	20	25	200	250	220	1053,2	2,79∙10⁶		0,34	0,068
20841	25	10	250	100	270	1872,0	4,08∙10⁶ (max)		0,21 (min)	0,0661
20842	25	15	250	150	270	1465,7	3,51∙10⁶		0,26	0,068
20843	25	20	250	200	270	1264,9	3,09∙10⁶		0,286	0,0612(min)
20844	25	25	250	250	270	1146,2	2,63∙10⁶		0,282	0,0746

Как видно из таблицы 1, значение удельного показателя прочности КЭМ модулей «АРМАС» при изменении соотношений конструктивно-геометрических параметров изменяется в широких пределах: от минимального значения 0,21 у КЭМ20841 с наибольшими относительным диаметром а₁ = 25 и относительным шагом а₂ = 10 до максимального 0,382 – у КЭМ20813 с наименьшим относительным диаметром а₁ = 10 и относительным шагом а₂ = 20.

На основании таблицы 1, с помощью компьютерной программы ZGraphik – приложения Windows, обеспечивающей качественное выполнение оцифровки координатных осей, построены по четыре сглаженных графика зависимостей и при различных фиксированных значениях а₂ = 10, 15, 20 и 25, получены дополнительные расчетные точки табличных данных. Расширенные табличные данные использовались для получения с помощью программы RegressAnalysis – приложения Windows, двумерных регрессионных моделей в виде полиноминальных зависимостей второго порядка.

Для удельного показателя прочности получено

(коэффициент корреляции 0,99; степень влияния фактора а1: -0,662, фактора а2: 0,616).

Для удельного показателя жесткости получено

(коэффициент корреляции 0,953; степень влияния фактора а1: -0,792, фактора а2: -0,307).

Функция и обработаны в программе Mathcad: построены их графики, см. рисунок 2, выполнена максимизация – Maximize .

а) б)

жүктеу/скачать 13,94 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 174 175 176 177 178 179 180 181 ... 184