ứng dụng máy tính trong thiết kế và mô phỏng động học, động lực học trong kết cấu máy bào quang, chương 1

Chia sẻ: Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

472
lượt xem 96
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ứng dụng máy tính trong thiết kế và mô phỏng động học, động lực học kết cấu máy bào ngang ( máy bào vạn năng ). Máy bào là một trong những máy công cụ quan trọng trong công nghiệp chế tạo máy. Máy thường được dùng trong gia công các mặt phẳng nằm ngang, thẳng đứng hoặc mặt phẳng nghiêng. Một số mặt định hình có profile là những cung tròn hoặc những đường cong phức tạp hơn cũng có thể gia công được trên máy bào. Trong phạm vi đề tài được giao, ở đây chúng em chủ...

Chủ đề:

Bình luận(2) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: ứng dụng máy tính trong thiết kế và mô phỏng động học, động lực học trong kết cấu máy bào quang, chương 1

CHÖÔNG 1: GIÔÙI THIEÄU VAØ PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU ÑEÀ TAØI 1.1. Giôùi thieäu ñeà taøi. - Teân ñeà taøi : ÖÙng duïng maùy tính trong thieát keá vaø moâ phoûng ñoäng hoïc, ñoäng löïc hoïc keát caáu maùy baøo ngang ( maùy baøo vaïn naêng ). - Maùy baøo laø moät trong nhöõng maùy coâng cuï quan troïng trong coâng nghieäp cheá taïo maùy. Maùy thöôøng ñöôïc duøng trong gia coâng caùc maët phaúng naèm ngang, thaúng ñöùng hoaëc maët phaúng nghieâng. Moät soá maët ñònh hình coù profile laø nhöõng cung troøn hoaëc nhöõng ñöôøng cong phöùc taïp hôn cuõng coù theå gia coâng ñöôïc treân maùy baøo. - Trong phaïm vi ñeà taøi ñöôïc giao, ôû ñaây chuùng em chuû yeáu ñi saâu vaøo vaán ñeà thieát keá maùy coâng cuï ( cuï theå laø maùy baøo ngang vaïn naêng ) vôùi söï hoã trôï cuûa caùc phaàn meàm maùy tính chuyeân duøng nhö Auto CAD, Mechanical Destop, Dynamic Designer, ANSYS,… - Vieäc thieát keá vaø toái öu hoaù moät keát caáu maùy coù theå ñöôïc thöïc hieän baèng nhieàu phöông phaùp (tính toaùn vaø thieát keá theo phöông phaùp truyeàn thoáng, tính toaùn thieát keá baèng phöông phaùp cheá thöû, tính toaùn thieát keá vôùi söï hoã trôï cuûa caùc coâng cuï maùy tính…) vaø ôû ñaây chuùng em taäp trung nghieân cöùu vaø trình baøy phöông phaùp thieát keá vôùi söï hoã trôï cuûa maùy tính. Ñaây laø phöông phaùp hieän ñaïi ñöôïc duøng phoå bieán hieän nay, noù tieát kieäm ñöôïc thôøi gian, chi phí vaø ñaëc bieät laø coù theå cho ñöôïc keát quaû toái öu maø vaãn ñaûm baûo yeâu caàu thieát keá. - Vaán ñeà troïng taâm cuûa ñeà taøi laø töø nhöõng thoâng soá ñaàu vaøo( coâng suaát caét, haønh trình baøo, kieåu maùy…) ngöôøi
thieát keá tieán haønh tính toaùn vaø moâ phoûng keát caáu maùy töø ñoù taäp trung phaân tích moät soá chi tieát maùy quan troïng ñeå coù ñöôïc hình daïng toái öu maø vaãn ñaûm baûo hoaït ñoäng cuûa maùy nhö luùc thieát keá. - Moät soá vaán ñeà veà boâi trôn, ñieàu khieån maùy… cuõng laø nhöõng vaán ñeà raát quan troïng nhöng trong phaïm vi vaø thôøi gian hoaøn thaønh coù haïn neân chuùng em chöa theå trình baøy ñaày ñuû ñeå hoaøn thieän ñeà taøi. - Nhö vaäy ñieåm môùi cuûa ñeà taøi laø so vôùi phöông phaùp thieát keá maùy truyeàn thoáng phöông phaùp ñöôïc trình baøy trong ñeà taøi theå hieän tính öu vieät cuûa quaù trình tö ñoäng hoaù thieát keá trong vieäc thu thaäp thoâng tin, ñaùnh giaù, so saùnh caùc phöông aùn vaø xaùc ñònh giaûi phaùp toái öu. Noù taïo ra cho ngöôøi thieát keá moät caùi nhìn tröïc quan hôn trong quaù trình thieát keá nhaèm naâng cao hieäu quaû lao ñoäng cuûa ngöôøi thieát keá cuõng nhö ñaûm baûo naêng suaát, chaát löôïng vaø tính kinh teá cuûa maùy môùi. 1.2. Phöông phaùp nghieân cöùu ñeà taøi. Ngoaøi vieäc tính toaùn thieát keá theo phöông phaùp truyeàn thoáng ( tính toaùn sô boä veà ñoäng hoïc, ñoäng löïc hoïc vaø thieát keá heä thoáng truyeàn ñoäng maùy ), ôû ñaây trong phaïm vi ñeà taøi chuùng em trình baøy vieäc thieát keá, moâ hình hoaù, moâ phoûng ñoäng hoïc vaø toái öu hoaù keát caáu baèng söï trôï giuùp cuûa caùc phaàn meàm maùy tính nhö Mechanical Destop, Dynamic Designer, Ansys. 1.2.1. Moâ hình hoaù baèng Mechanical Destop. Mechanical Destop laø moät trong nhöõng boä phaàn meàm chuyeân duøng cuûa haõng Autodesk phaùt trieån treân moâi tröôøng AutoCAD. Ñaây laø phaàn meàm moâ hình hoaù hình
hoïc baèng tham soá söû duïng chuû yeáu trong lónh vöïc cô khí vaø kyõ thuaät. Mechanical Destop ñöôïc trang bò nhöõng coâng cuï maïnh vaø thoâng minh nhaèm quaûn lyù caùc ñoái töôïng, trôï giuùp quaù trình thieát keá laøm taêng naêng suaát cuõng nhö chaát löôïng thieát keá. Mechanical Destop bao goàm 3 moâi tröôøng chính: - Part Modeling: laø moâi tröôøng ñeå taïo caùc chi tieát ñôn 3D baèng caùc coâng cuï maø phaàn meàm ñaõ cung caáp. Coù moät thuaän lôïi laø do Mechanical Destop chaïy treân moâi tröôøng AutoCAD neân taát caû caùc leänh cuûa AutoCAD ñeàu coù theå söû duïng trong vieäc moâ hình hoaù chi tieát. Caùc moâ hình 3D trong Mechanical Destop coù theå söû duïng ñeå taïo baûn veõ 2D ñeå laäp taøi lieäu thieát keá. - Surface Modeling: laø moâi tröôøng cho pheùp ta moâ hình hoaù caùc maët cong. Moâ hình hoaù caùc maët cong khoâng phaûi laø quaù trình ñoäc laäp, ta coù theå keát hôïp moâ hình solid vaø caùc maët cong ñeå taïo neân caùc chi tieát phöùc taïp. - Assembly Modeling: laø moâi tröôøng ñeå laép raùp caùc chi tieát ñôn ñaõ taïo trong phaàn Part Modeling thaønh caùc cuïm laép raùp hoaëc caùc keát caáu maùy hoaøn chænh. Ta coù theå taïo neân caùc ñöôøng laép raùp chi tieát, toái öu, hieäu chænh quaù trình laép. 1.2.2. Dynamic Designer. - Dynamic Designer laø moät phaàn meàm phuï trôï cuûa Mechanical Destop, coù theå noùi noù laø moät module cuûa Mechanical Destop. Khi caøi ñaët noù taïo neân moâi tröôøng thöù tö trong Mechanical Destop, moâi tröôøng Motion. Sau khi ñaõ moâ hình hoaù vaø laép raùp hoaøn chænh caùc keát caáu
maùy ta chuyeån sang moâi tröôøng Motion ñeå moâ phoûng ñoäng hoïc hoaït ñoäng cuûa keát caáu maùy vöøa moâ phoûng. - Öu ñieåm cuûa Dynamic Designer laø noù ñöôïc thieát keá cho Mechanical Destop neân vieäc moâ phoûng ñoäng hoïc cuûa maùy töông ñoái deã daøng( baèng vieäc xaùc laäp caùc boä phaän chuyeån ñoäng, ñöùng yeân, gaùn vaän toác, quy luaät chuyeån ñoäng, baäc töï do…). - Ñaëc bieät, ngoaøi vieäc moâ phoûng töông ñoái chính xaùc hoaït ñoäng cuûa maùy, moâi tröôøng Motion trong Dynamic Designer coøn coù theå xuaát caùc keát quaû khi moâ phoûng ñoäng hoïc( ñoà thò vaän toác, gia toác…) taïo thuaän lôïi cho ngöôøi thieát keá trong vieäc so saùnh, ñaùnh giaù caùc keát caáu maùy ñaõ thieát keá. 1.2.3. ANSYS. - Ansys laø moät phaàn meàm FEA ( Finite Element Analysis : Phaân tích phaàn töû höõu haïn ) duøng ñeå moâ phoûng öùng xöû cuûa moät heä vaät lyù khi chòu taùc ñoäng cuûa caùc loaïi taûi troïng khaùc nhau. Ñaây laø moät phaàn meàm ñaõ vaø ñang ñöôïc söû duïng treân toaøn theá giôùi trong haàu heát caùc lónh vöïc kyõ thuaät nhö : Keát caáu, nhieät, doøng chaûy, ñieän/tónh ñieän, ñieän töø vaø trong töông taùc giöõa caùc moâi tröôøng, caùc heä vaät lyù. - Ñaëc ñieåm cuûa moät heä vaät lyù khi moâ hình hoaù vaø phaân tích baèng phaàn töû höõu haïn laø : + Moãi phaàn töû coù caùc phöông trình chính xaùc moâ taû öùng xöû cuûa noù vôùi moät taûi xaùc ñònh. + Toång öùng xöû cuûa taát caû caùc phaàn töû trong moâ hình seõ cho ta öùng xöû chung cuûa heä vaät lyù.
+ Caùc phaàn töû coù soá löôïng höõu haïn do ñoù chuùng laø caùc phaàn töû höõu haïn. - Nhö ñaõ trình baøy ôû treân, Ansys laø moät phaàn meàm FEA töông ñoái maïnh vaø ñöôïc söû duïng trong nhieàu laõnh vöïc. Trong phaïm vi ñeà taøi, vieäc öùng duïng “söùc maïnh” cuûa Ansys chuû yeáu laø phaân tích vaø toái öu hoaù keát caáu. Khaû naêng phaân tích keát caáu cuûa Ansys ñöôïc söû duïng ñeå xaùc ñònh tröôøng chuyeån vò, bieán daïng, öùng suaát vaø löïc. Noù bao goàm: + Phaân tích tónh : duøng trong tröôøng hôïp taûi tónh, öùng xöû phi tuyeán ví duï nhö ñoä voõng lôùn, bieán daïng lôùn, baøi toaùn tieáp xuùc, chaûy deûo,… + Phaân tích ñoäng löïc hoïc: hieäu öùng khoái, hieäu öùng giaûm chaán, phaân tích module ñeå xaùc ñònh taàn soá rieâng vaø dao ñoäng rieâng, phaân tích ñieàu hoaø, phaân tích ñoäng löïc hoïc töùc thôøi. + Moät soá öùng duïng khaùc trong phaân tích keát caáu nhö : phaân tích phoå, dao ñoäng ngaãu nhieân, maát oån ñònh… - Nhö vaäy Ansys ñem laïi cho quaù trình thieát keá moät lôïi ích khoâng nhoû, ta coù theå kieåm tra ñoä tin caäy cuûa chi tieát maùy sau khi thieát keá, laäp ra caùc “kòch baûn’ thieát keá “Neáu…thì…” ñeå töø ñoù coù theå toái öu hoaù keát caáu maùy maø vaãn ñaûm baûo thoâng soá thieát keá vaø taêng lôïi ích kinh teá. => Treân ñaây laø phaàn trình baøy phöông höôùng nghieân cöùu chính maø ñeà taøi taäp trung. Vieäc nghieân cöùu thieát keá vaø toái öu hoaù keát caáu maùy noùi chung ñaõ vaø ñang ñöôïc thöïc hieän vôùi nhieàu hình thöùc vaø coâng cuï khaùc nhau. Moãi moät coâng cuï thieát keá coù nhöõng theá maïnh vaø haïn cheá rieâng song tuyø vaøo quan ñieåm cuûa ngöôøi duøng maø choïn ñöôïc coâng cuï thieát keá sao cho phuø hôïp nhaát
nhaèm ñaït ñöôïc muïc ñích cuoái cuøng cuûa quaù trình thieát keát laø cho ra moät saûn phaåm thieát keá ñaûm baûo ñoä tin caäy vaø tính kinh teá ñaët ra.