Без сонные дни с ansys, или как я делаю курсовой в ansys уже несколько недель

Приветствую друзья. Сегодня хочу написать пост, не про SEO, не про заработок, а просто про мой сегодняшний страшный день(. Так как время с курсовым проектом уже очень сильно поджимает меня, я уже практически не сплю. И сегодня я дошёл до самого интересного в этом проекте — это расчёт узла в программном продукте Ansys Workbench. Хочу показать, что у меня получилось ). Сам не ожидал, что что-то вообще получится в этом проклятом ансисе. Результат конечно же не на 100% верен, но в большую степень правдоподобен =))).

Моя цель заключается в том, что бы рассчитать на статические и динамические характеристики шпиндельный узел сверлильно-фрезерного-расточного станка ЧПУ. В этом случае ЧПУ — это не «понятные ссылки», а станок с числовым программным управлением

Одно дело рассчитать его, но его нужно откуда то взять! Вот и пришлось его чертить в 3D по каждой детальки и в дальнейшем собирать в сборку, занятие отнюдь не из самых приятных. На черчение и сборку ушло примерно 2 дня. И ещё несколько дней в разбирательстве в Ансисе. Разобрался я совсем недавно и сегодня был заключительный расчёт шпиндельного узла станка. Результаты я занёс в пояснительную записку к курсовому проекту, а так же покажу в графическом виде и в кратком описание о том какие операции я производил! Все результаты в конце =). Ну — с — с смотрим

Расчёт шпиндельного узла в программном продукте ANSYS начиналась с его установкой на компьютер. В расчёте применялся ANSYS 11 и 12 версии. До расчёта я построил шпиндельный узел в виде сборки в программном продукте Компас 3D. Сборка имеет вид:

После построения 3D модели узла, я его сохранил в формате IGS. Так как импортировать построенную модель в ANSYS можно только при помощи формата .igs.

Следующем этапом будет — запуск ANSYS с выбором расчётного комплекса «Simulation».

Откроется чистое окно в которое нужно импортировать сохранённую модель. Для этого нажимает кнопку «Geometry» — «From file» и выбрать сохранённый файл.

Импортированная модель будет иметь следующий вид:

Что бы узнать правильность построения модели, я разбил её на конечные элементы выбрав функцию «Mesh». Разбиение модели составляет несколько минут. Конечный результат имеет вид:

 

Во время разбиения ошибок и предупреждений не обнаружено, а это означает, что можно приступить к следующему этапу расчёта. Следующим действием я произвёл статический расчёт шпиндельного узла «Static Structal» под действием сил и моментов. Закрепление производил по внешнему корпусу, силу приложил в размере 1000H к внутренней конусной поверхности шпинделя.

После приложения всех нагрузок, следует выбрать те расчёты какие нам необходимы. Я выбрал расчёт шпиндельного узла на Directional Deformation, equivalent elastic strain, stain energy, equivalent stress. После завершения расчёта я получил следующие результаты:

Directional Deformation

По результатам видно, что максимальное изменение геометрии составляет всего 3,15*10^-8м.

stain energy

 

По результатам видно, что максимальная энергия полученная из-за действия силы, сконцентрирована во внутреннем конусе шпинделя и составляет 5,6*10^-8 Дж.

equivalent stress 

По полученным результатам видно, что давление на шпиндельный узел сконцентрировано во внутренней поверхности шпинделя и составляет max=6.68*10⁵ Па, min=0.002 Па

Следующим этапом я произвёл расчёт гармоник «Harmonic Response» при заданной частоте в 111 Гц. Сила и закрепление остаётся той же.

 

По полученным результатам видно, что деформация шпиндельного узла под воздействием частоты составляет max=1.76*10^-14 м, min=-1.76*10^-14 м.

Далее я произвёл тепловой расчёт шпиндельного узла. В качестве основного источника тепла в узле являются подшипники. При расчёте в программном продукте Ansys я получил в графическом виде распространение температуры от подшипников.

 Температурный анализ

Из результатов видно, что температура в подшипниках достигает порядка 45 градусов. Минимальная температура корпуса и других частей составляет 20 градусов, по мере увеличения времени работы шпиндельного узла, минимальная температура будет повышаться.

Вот и весь расчёт на сегодня который я успел сделать  Вот с таким занятием я провожу все дни недели(

Рекомендую посмотреть следующие статьи: