Page 21 - 6803

Для отримання графіків розподілу напружень вздовж лінії потрібно спочатку вибрати
цю лінію (в об’єкті дерева проекту Model>Construction Geometry>Path>Edge), а в об’єкті
Solution>Stress>Normal Stress/Equvivalent (von-Mises)). Подібно задають лінію за
координатами 2-х точок Model>Construction Geometry>Path>Two Points. Вибирають такі
лінії-шляхи (Path): 1) радіальну по ребру від отвору до периферії балки, 2) поздовжню по
ребру периферії балки, 3) поперечну по ребру між двома ділянками з різним сітками при х=-
6 мм, 4) поперечну на ділянці з незмінним розподілом напружень (шлях між двома точками).

Запуск розв’язування задачі. Виконують командою Solve (панель інструментів).
Огляд результатів. Фіксують тривалість процесу розв’язування; оглядають
результати розв’язку і переносять їх в окремий Word-файл, зокрема: дві контурні схеми
розподілу напружень (нормальні до осі Х і еквівалентні) в моделі з показаними значеннями
напружень (Probe) і 4 лінії в 6 точках (1 і 2 на ребрі «отвір-торець», 3 - на периферії цього ж
торця, 4 і 5 - в площині х=-6 мм - в осьовій площині симетрії і на периферії, 6 - на периферії
площини х=-15 мм), а також Error. Занести у файл статистичні дані сіткової моделі -
кількість елементів і вузлів, орієнтовний розмір елемента в мм, тривалість розрахунку і
найбільшу його похибку та ділянку її розміщення. Форма подання результатів наведена після
опису 3 заняття.

Верифікація результатів СЕ аналізу. Верифікацію (оцінювання адекватності,
достовірності аналізу) виконати зіставленням результатів СЕ аналізу з результатами
теоретичного/аналітичного обчислення.
Для плоского чистого згинання балки на її ділянках з постійним поперечним
перерізом і достатньо віддалених від ділянок зі змінним поперечним перерізом і місць
прикладення навантаження (принцип Сен-Венана) для верифікації можна скористатися
формулою (5.1).
На ділянках стрижня біля концентратора - в поперечній площині симетрії, що
торкається отвору - верифікацію можна виконати зіставленням значень теоретичного
коефіцієнта концентрації напружень . , отриманих за результатами СЕ аналізу (формула
(5.3)), і отриманих Говландом і Стевенсоном 1933 р. методами лінійної теорії пружності для
балок невеликої товщини. Для d/h=0,5 на краю отвору . =2,0 (див. Peterson's Stress
Concentration Factors / 2nd Edition / Walter D. Pilkey. - N Y.: John Wiley & Sons, 1997. - 560 p.).
При цьому найбільші нормальні напруження виникають на периферії балки в точках,
розміщених під кутом 30° від поперечної площини симетрії з теоретичним коефіцієнтом
концентрації . =1,0. Для h=20 мм ця відстань вздовж периферії балки складає
х=20/2·tg30°=5,77 мм.

Висновки (занести у Word-файл) про точність виявлення напруженого стану в балці
за допомогою формул опору матеріалів, теорією пружності і методами СЕА для ділянок
балки біля концентратора напружень і віддалених від них.

5.3. Теоретичні відомості викладені в тренувальному курсі ANSYS Mechanical application
introductory training courseдив. диск М>ANSYS>Lectures>WB-Mech.

5.4. Звітність з виконаної роботи

Звіт з виконаної роботи має охоплювати проект і результати СЕА плоского чистого
згинання сталевої балки з концентратором напружень у вигляді циліндричного поперечного
отвору, збережені в ANSYS- і Word-файлах з графіками і даними про розподіл напружень у
балці, коефіцієнти концентрації напружень, а також висновки про вплив розмірів СЕ сітки
на точність аналізу, тривалість обчислень і точність виявлення напруженого стану
методами СЕА й опору матеріалів.