SOLID WORKS-COSMOS Works phần 10

Chia sẻ: Nguyễn Hà Mỹ Ngọc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

167
lượt xem 29
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Kiểm tra các kết quả Sai số hơi lớn là do đã bắt đầu bằng một lưới quá thô. Remote Forces (Tải từ xa) Các tải từ xa là những tải được đặt tại các vị trí bên ngoài mô hình. Các chức năng này sẽ được minh họa bằng cách giải một bài toán dầm chịu lực bằng hai phương pháp.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: SOLID WORKS-COSMOS Works phần 10

152 SOLIDWORKS-COSMOSWorks *ĐÀO CHI LĂNG-DCL* Kiểm tra các kết quả Sai số hơi lớn là do đã bắt đầu bằng một lưới quá thô. Remote Forces (Tải từ xa) Các tải từ xa là những tải được đặt tại các vị trí bên ngoài mô hình. Các chức năng này sẽ được minh họa bằng cách giải một bài toán dầm chịu lực bằng hai phương pháp. Phương pháp thứ nhất là giải bài toán trong một tổ hợp lắp ráp thông thường. Trong phương pháp thứ hai, chi tiết chịu lực không xuất hiện và lực tác động tới phần còn lại như là một lực từ xa. Phương pháp 1: sử dụng mô hình đầy đủ gồm hai dầm nối tiếp nhau (xanh và vàng).
153 SOLIDWORKS-COSMOSWorks *ĐÀO CHI LĂNG-DCL* 1. Mở thư mục cài SW\ Examples\ RemoteLoad.SLDASM. Bạn cũng có thể xây dựng mô hình tương tự. 2. Click nhãn COSMOSWorks Manager. 3. Tạo một nghiên cứu tĩnh với lưới solid. 4. Gán vật liệu Alloy Steel từ thư viện vật liệu COSMOS cho cả hai thanh dầm. Thiết lập các ràng buộc và tải Ràng buộc Fixed vào mặt mút của Back_Cantilever như minh họa dưới: Đặt một lực 1000 lb vào mút còn lại của mô hình như sau: 1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click Load/Restraint và chọn Force. Bảng thuộc tính Force xuất hiện. 2. Dưới Type chọn Apply force/moment. 3. Click vào hộp Faces, Edges, Vertices for Force rồi click mặt mút của Front_Cantilever. 4. Click vào hộp Face, Edge, Plane, Axis for Direction rồi chọn mặt Front từ cây FeatureManager (bay ra). 5. Đặt Units là English (IPS). 6. Dưới Force, click Along plane Dir 2, gõ 1000 và chọn Reverse direction.
154 SOLIDWORKS-COSMOSWorks *ĐÀO CHI LĂNG-DCL* 7. Hủy Normal to plane nếu cần. 8. Click OK. Tạo lưới và chạy nghiên cứu 1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click Mesh và click Create. Bảng thuộc tính Mesh xuất hiện. 2. Click Options. Hộp thoại Options xuất hiện với nhãn Mesh được kích hoạt. 3. Làm như sau: a. Chọn: High, Standard, 4 Points và Smooth surface. b. Hủy: Automatic transition và Enable automatic looping for solids. c. Click OK. 4. Kiểm Run analysis after meshing. 5. Click OK để xác nhận các giá trị mặc định của Global Size và Tolerance. Xem ứng suất pháp Bạn tạo biểu đồ ứng suất pháp theo trục Z (SZ). Tạo biểu đồ SZ: 1. Trong cây COSMOSWorks Manager, click dấu cộng (+) cạnh thư mục Stress. Biểu đồ Plot1 xuất hiện. 2. Right-click Plot1 và chọn Show. Biểu đồ von Mises stress hiển thị. 3. Right-click Plot1 lần nữa và chọn Edit Definition. Bảng thuộc tính Stress Plot xuất hiện. 4. Trong hộp Display, làm như sau: a. Đặt Component là SZ: Normal stress (Z-dir.). b. Đặt Units là psi. 5. Hủy kiểm Deformed Shape. Việc không dùng tùy chọn này sẽ hiển thị biểu đồ sứng suất trên mô hình không biến dạng. 6. Click OK. 7. Đặt lại tên cho biểu đồ này là SZ. Nó sẽ được biểu diễn trên mô hình không bị biến dạng.
155 SOLIDWORKS-COSMOSWorks *ĐÀO CHI LĂNG-DCL* Liệt kê ứng suất pháp tại mặt tiếp giáp hai dầm Bạn sẽ liệt kê SZ tại cạnh trên của mặt tiếp giáp 2 dầm. 1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click SZ và chọn List Selected. Hộp liệt kê List Selected xuất hiện. 2. Trong vùng đồ họa, click cạnh trên của mặt tiếp giáp 2 dầm như minh họa: 3. Trong hộp List Selected, click Update. Ứng suất pháp trung bình được liệt kê là 59,996 psi:
156 SOLIDWORKS-COSMOSWorks *ĐÀO CHI LĂNG-DCL* Ứng suất dương là kéo căng. 4. Trong vùng đồ họa, click cạnh dưới của mặt tiếp giáp và click Update. Giá trị trung bình của ứng suất pháp được liệt kê là -60,006 psi.
157 SOLIDWORKS-COSMOSWorks *ĐÀO CHI LĂNG-DCL* Giá trị âm là bị nén 5. Click Close. Xem chuyển vị theo phương thẳng đứng Bạn tạo biểu đồ chuyển vị phương thẳng đứng theo trục Y (UY). 1. Trong cây COSMOSWorks, click dấu cộng (+) cạnh thư mục Displacement. Plot1 xuất hiện. 2. Right-click Plot1 và chọn Show. Kết quả chuyển vị hiển thị. 3. Right-click Plot1 lần nữa và click Edit Definition. Bảng thuộc tính Displacement Plot xuất hiện. 4. Trong hộp Display, làm như sau: a. Đặt Component là UY: Displacement (Y-dir.). b. Đặt Units là in. 5. Hủy Deformed Shape. 6. Click OK. 7. Đặt lại tên biểu đồ này là UY. Chuyển vị theo phương Y được biểu diễn trên mô hình không biến dạng: Liệt kê chuyển vị thẳng đứng tại mặt tiếp giáp 1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click UY trong thư mục Displacement và chọn List Selected. Hộp liệt kê List Selected xuất hiện. 2. Click Show/Hide Mesh hai lần để thấy mô hình không có lưới.
158 SOLIDWORKS-COSMOSWorks *ĐÀO CHI LĂNG-DCL* 3. Trong vùng đồ họa, chọn bề mặt Back Cantilever như minh họa. Hãy dùng Select Other nếu cần, mặt này sẽ phát sáng như minh họa: 4. Trong hộp List Selected, click Update. Chuyển vị trung bình (UY) được liệt kê là -0.32747 inch. Đóng hộp List Selected này lại. 6. Lưu tài liệu. Phương pháp 2: Dùng lực từ xa Bạn sẽ loại bỏ Front_Cantilever và đặt lực từ xa. Bạn chỉ cần khảo sát Back_Cantilever. 1. Click nhãn FeatureManager để quay về cửa sổ SW. 2. Trong cây FeatureManager, right-click Back_Cantilever và chọn Open Part. 3. Click nhãn COSMOSWorks Manager.
159 SOLIDWORKS-COSMOSWorks *ĐÀO CHI LĂNG-DCL* 4. Tạo một nghiên cứu tĩnh với lưới solid cho riêng chi tiết này. 5. Gán Alloy Steel từ thư viện vật liệu COSMOS cho chi tiết này. 6. Đặt ràng buộc Fixed cho mặt mút phía sau của Back_Cantilever. Đặt lực từ xa Bạn sẽ đặt một lực 1000 lb tại một vị trí như minh họa dưới. 1. Click Remote Load trên thanh công cụ COSMOSWorks Loads. Bảng thuộc tính Remote Loads xuất hiện. 2. Dưới Type, click Load (Direct transfer). 3. Trong vùng đồ họa, click mặt mút còn lại của chi tiết như minh họa dưới. Face xuất hiện trong hộp Faces for Remote Load.
160 SOLIDWORKS-COSMOSWorks *ĐÀO CHI LĂNG-DCL* 4. Dưới Remote Location, đặt Units là in và gõ 0.5, 0.5, và -20 vào X-, Y-, và Z-location tương ứng. X, Y, và Z xác định vị trí hiện tại của lực theo hệ tọa độ chung. 5. Dưới Force, làm như sau: a. Đặt Units là lb. b. Click Y-Direction, nhập 1000 vào hộp giá trị và chọn Reverse Direction. 6. Click OK. Tạo lưới chi mô hình và chạy nghiên cứu 1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click biểu tượng Mesh và chọn Create. Bảng thuộc tính Mesh xuất hiện. 2. Dùng một Global Size là 0.27151 và Tolerance là 0.013575 inch. Dùng cùng một cỡ lưới như phương pháp 1 để bạn dễ so sánh các kết quả của hai phương pháp. 3. Chạy nghiên cứu. 4. Click No nếu được hỏi có chạy phân tích với tùy chọn chuyển vị lớn không. Xem và Liệt kê ứng suất pháp • Tạo một biểu đồ ứng suất pháp theo hướng Z (SZ). • Liệt kê SZ tại cạnh trên của mặt mút tự do.
161 SOLIDWORKS-COSMOSWorks *ĐÀO CHI LĂNG-DCL* Xem và liệt kê chuyển vị theo phương thẳng đứng • Biểu đồ chuyển vị theo phương thẳng đứng theo phương Y (UY): • Liệt kê UY tại mặt mút tự do của dầm:
162 SOLIDWORKS-COSMOSWorks *ĐÀO CHI LĂNG-DCL* Liệt kê các lực trên mặt tiếp xúc giữa hai dầm 1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click thư mục Displacement và chọn Remote Load Interface Force. Hộp liệt kê List Remote Load Interface Force mở ra. 2. Trong vùng đồ họa, click mặt mút tự do của dầm như minh họa: 3. Click Update. Hộp thoại liệt kê tất cả các điểm kết hợp với mặt được chọn và các thành phần của X, Y và Z của lực tại mỗi điểm. Hộp thoại này cũng liệt kê lực tổng theo các hướng X, Y và Z tác động lên toàn bộ bề mặt.
163 SOLIDWORKS-COSMOSWorks *ĐÀO CHI LĂNG-DCL* 4. Click Close. So sánh các kết quả phân tích của 2 phương pháp Bảng này cho thấy các kết quả của cả hai phương pháp đều phù hợp với giải tích chính xác. Lắp chặt hai vành Đường kính trong và đường kính ngoài của vành trong (Inner ring) tương ứng là 20” và 22”. Đường kính trong và đường kính ngoài của vành ngoài (Outer ring) tương ứng là 21.25” và 24.25”, (độ căng là 0.75”). Khi lắp chúng với nhau, vành trong sẽ bị nén lại còn vành ngoài bị dãn ra. Bạn sẽ tính toán ứng suất và chuyển vị tại mặt tiếp xúc và so sánh kết quả với phương pháp giải tích.
164 SOLIDWORKS-COSMOSWorks *ĐÀO CHI LĂNG-DCL* Trong bài này, bạn sẽ học cách: Dùng tùy chọn Inertial Relief • Xác định một điều kiện tiếp xúc lắp chặt Shrink Fit • Xem các kết quả theo các trục tọa độ • Liệt kê các kết quả trên các đối tượng được chọn • Tạo một nghiên cứu tĩnh 1. Mở thư mục cài đặt SW\ Examples\ Contact\RingShrinkFit.SLDASM hoặc xây dựng mô hình tương tự và đưa vào assembly. 2. Click nhãn COSMOSWorks Manager. 3. Tạo một nghiên cứu tĩnh với lưới solid. Đặt các thuộc tính cho nghiên cứu Các lực tiếp xúc sẽ được cân bằng nội tại, việc kích hoạt chức năng thay thế quán tính (Inertial Relief) sẽ ngăn chặn sự mất ổn định do một số phép giả lập, vì vậy, bạn không cần phải ràng buộc gì thêm. Kích hoạt tùy chọn thay thế quán tính: 1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click biểu tương Study và click Properties. Hộp thoại Static xuất hiện.
165 SOLIDWORKS-COSMOSWorks *ĐÀO CHI LĂNG-DCL* 2. Trên nhãn Options, đặt Solver là Direct sparse và kiểm Use inertial relief. 3. Click OK. T i sao ph i dùng tùy ch n Inertial Relief? Nếu một mô hình không được ràng buộc đầy đủ thì một lực nhỏ cũng có thể làm mô hình chuyển động cứng tự do. Ngay cả trong trường hợp đã áp dụng các lực cân bằng thì phép tính gần đúng cũng có thể tạo ra sự mất cân bằng nhỏ. Khi dùng tùy chọn này, chương trình sẽ tự động áp dụng các lực để chống lại sự mất cần bằng các lực bên ngoài. Khi bạn kiểm tùy chọn này, chương trình sẽ vẫn chấp nhận, cho dù các ràng buộc mô hình là chưa đầy đủ. Gán các thuộc tính vật liệu Bạn sẽ gán các thuộc tính vật liệu của người dùng như sau cho cả 2 vành (ở các bài trước, bạn dùng vật liệu có sẵn trong thư viện. Trong bài này, bạn tạo một vật liệu mới): Material property Value (units) EX : Elastic modulus (Modul đàn hồi) 30e6 psi NUXY: Poisson's ratio (Hệ số Poisson) 0.3 DENS: Mass density (khối lượng riêng) 0.28 lb/in3 Xác định tiếp xúc lắp chặt Bạn sẽ xác định điều kiện tiếp xúc khi lắp chặt giữa đường kính ngoài của vành trong với đường kính trong của vành ngoài. 1. Tạo một cổng nhìn tháo rời như minh họa dưới để làm lộ các bề mặt tiếp xúc. 2. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click Contact/Gaps và chọn Define Contact Set. Bảng thuộc tính Contact Set xuất hiện. 3. Đặt Type là Shrink Fit. 4. Click vào hộp Faces, Edges, và Vertices for Source, rồi click mặt ngoài của vành trong. 5. Click vào hộp Faces for Target, rồi click mặt trong của vành ngoài. 6. Dưới Options, chọn Node to surface.
166 SOLIDWORKS-COSMOSWorks *ĐÀO CHI LĂNG-DCL* 7. Click OK. COSMOSWorks sẽ áp dụng tiếp xúc lắp chặt cho hai bề mặt này. Tạo lưới mô hình và chạy nghiên cứu 1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click Mesh và click Create. Bảng thuộc tính Mesh xuất hiện. 2. Chọn in cho Units. 3. Gõ 1 cho Global size. Chiều dày các vành này là 1 inch. Bằng việc đặt cỡ phần tử là 1 inch, bạn buộc cho lưới chỉ có 1 phần tử trên tiết diện vành. 4. Click Options. Hộp thoại Options xuất hiện với nhãn Mesh được kích hoạt. 5. Làm như sau: a. Chọn: High, Standard, 4 Points và Smooth surface. b. Hủy: Automatic transition và Enable automatic looping for solids. c. Click OK. 6. Kiểm Run analysis after meshing. 7. Click OK. Xem các kết quả Với mô hình đối xứng trục, tốt nhất là xem kết quả trong hệ tọa độ trụ. Đầu tiên, bạn tạo một đường tâm trục tại tâm của 2 vành. Tạo một đường tâm trục: 1. Click Insert, Reference Geometry, Axis. Bảng thuộc tính Axis xuất hiện. 2. Click công cụ Cylindrical/Conical face. 3. Trong vùng đồ họa, click một bề mặt trụ bất kỳ của hai vành này. 4. Click OK . Bạn có thể thấy thông báo rằng mô hình đã có thay đổi. Click OK để đóng thông báo này lại. SolidWorks sẽ tạo ra trục tham chiếu tại tâm của các vành và một biểu tượng Axis1 xuất hiện trên cây FeatureManager.
167 SOLIDWORKS-COSMOSWorks *ĐÀO CHI LĂNG-DCL* Xem ứng suất hướng kính: Bạn sẽ xem các ứng suất hướng kính theo trục Axis1. 1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click thư mục Stress và chọn Define. Bảng thuộc tính Stress Plot xuất hiện. 2. Trong hộp Display, làm như sau: a. Click Axis1 trong cây FeatureManager bay ra. Axis1 xuất hiện trong hộp Plane, Axis or Coordinate System. b. Đặt Component là SX: X Normal stress. Trong một hệ tọa độ trụ được xác định bởi trục tham chiếu, thành phần ứng suất SX chính là ứng suất hướng kính. c. Đặt Units là psi. 4. Hủy kiểm Deformed shape. 5. Click OK. Biểu tượng Plot2 xuất hiện trong thư mục Stress và biểu đồ như minh họa dưới xuất hiện trong vùng đồ họa:
168 SOLIDWORKS-COSMOSWorks *ĐÀO CHI LĂNG-DCL* Liệt kê các ứng suất hướng kính 1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click Plot2 trong thư mục Stress và chọn List Selected. Hộp List Selected xuất hiện. 2. Click công cụ Filter Faces trên thanh Selection Filter. 3. Trong vùng đồ họa, click mặt ngoài của vành trong và và click Update trong hộp List Selected. Hộp này sẽ liệt kê các ứng suất hướng kính cho tất cả các nút của mặt được chọn. Nó cũng cho biết giá trị ứng suất trung bình là -57,675 psi. 4. Click Close.
169 SOLIDWORKS-COSMOSWorks *ĐÀO CHI LĂNG-DCL* Xem chuyển vị hướng kính: Bạn sẽ xem chuyển vị hướng kính theo trục Axis1. 1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click thư mục Displacement và chọn Define. Bảng Displacement Plot xuất hiện. 2. Trong hộp Display, làm như sau: a. Trong cây FeatureManager bay ra, click Axis1. Axis1 xuất hiện trong hộp Plane, Axis, Coordinate System. b. Đặt Component là UX: X Displacement. c. Đặt Units là in. Trong một hệ tọa độ trụ được xác định bởi trục tham chiếu, thành phần chuyển vị UX chính là chuyển vị hướng kính. 3. Hủy kiểm Deformed shape. 4. Click OK. Biểu tượng Plot2 xuất hiện trong thư mục Displacement và biểu đồ hiển thị:
170 SOLIDWORKS-COSMOSWorks *ĐÀO CHI LĂNG-DCL* Liệt kê chuyển vị hướng kính trung bình: Dùng lệnh List Selected để tính bán kính tại bề mặt tiếp xúc của 2 vành như sau: 1. Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click Plot2 trong thư mục Displacement và chọn List Selected. Hộp List Selected xuất hiện. 2. Trong vùng đồ họa, click mặt ngoài của vành trong và và click Update trong hộp List Selected. Hộp này sẽ liệt kê các chuyển vị hướng kính cho tất cả các nút của mặt được chọn. Chuyển vị hướng kính trung bình là -0.4248 inch:
171 SOLIDWORKS-COSMOSWorks *ĐÀO CHI LĂNG-DCL* 3. Trong vùng đồ họa, click mặt trong của vành ngoài và và click Update trong hộp List Selected. Hộp này liệt kê chuyển vị hướng kính trung bình là +0.32569 inch. 4. Click Close. Tổng các giá trị tuyệt đối của các chuyển vị hướng kính trung bình trong các bước 2 và 4 (0.4248"+0.32569"=0.75049") xấp xỉ với giá trị độ căng giữa 2 vành (0.75"). Theo các kết quả trên, bán kính các mặt tiếp xúc sau khi lắp chặt là 22-0.4248=21.5752 inch hoặc 21.25+0.32569=21.57569 inch. So sánh các kết quả Các giải chính xác bài toán này được trình bày trong các tài liệu của Timoshenko, S. P., và Goodier, J. N., "Theory of Elasticity," McGraw-Hill, New York (1970). Bảng dưới đây so sánh cách giải của COSMOSWorks với lý thuyết: Phân tích một bồn nhiên liệu