Iii республикалық студенттік ғылыми-практикалық конференциясының баяндамалар жинағЫ


Методика исследований основана на инженерном анализе с помощью программы



бет178/184
Дата08.06.2018
өлшемі13,94 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 = dc/d (фактор х), который варьируется на четырех уровнях – а1 = 10, 15, 20 и 25 (dс – 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 = dw 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; σТ – предел текучести материала; А – площадь поперечного сечения модуля-балки. В качестве второго оптимизируемого фактора принят эквивалентный удельный показатель балочной жесткости , где IyE – 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 σэ4 (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 σТ. В качестве материала принята углеродистая сталь обыкновенного качества с пределом текучести σТ = 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:

а1 =

dc/d

а2 =

t/d

dс ,

(мм)


t,

(мм)


dn ,

(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)




Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   174   175   176   177   178   179   180   181   ...   184




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет