Phân tích biến dạng và ứng suất tĩnh Việc thực hiện phân tích cấu trúc tĩnh học được mô phỏng theo các bước sau: - Gán hình học: Xác định kiểu mô hình hình học sẽ được sử dụng để mô phỏ
Trang 1Chương 12: Ứng dụng của Ansys Workbench vào phân tích, đánh giá
mô hình máy phay CNC
Trang 23.2.1 Phân tích biến dạng và ứng suất tĩnh
Việc thực hiện phân tích cấu trúc tĩnh học được mô phỏng theo các bước sau:
- Gán hình học: Xác định kiểu mô hình hình học sẽ được sử
dụng để mô phỏng
- Định nghĩa và xác định tính chất của chi tiết
- Định nghĩa kiểu phân tích: đặt kiểu phân sự truyền nhiệt,
phương thức hay trạng thái truyền nhiệt
- Đặt tải và xác định điều kiện biên: Chỉ rõ cách mình đặt tải
và điều kiện biên để giữ chặt chi tiết
- Những kết quả yêu cầu
- Giải bài toán: Giải bài toán theo yêu cầu mình đặt ra và tính
toán ra kết quả cụ thể
- Tổng quan những kết quả đạt được: Tổng kết lại những kết
quả mình đạt được
Việc phân tích cấu trúc tĩnh học được giải quyết theo phương trình ma trận sau:
[K]{x} = F Trong đó: [K]: hằng số phụ thuộc:
- Vật chất đàn hồi tuyến tính
- Độ lệch lý thuyết chỉ sử dụng nhỏ
- Có một số điều kiện biên
F: Lực đặt tĩnh
Trang 3- Không có lực khác nhau trong thời gian xem xét
- Không có hiệu ứng quán tính
Bài toán: Tính biến dạng ứng suất theo 3 trục X, Y, Z
1 Sự biến dạng ứng suất được phân tích theo 3 trục X, Y, Z
Sự biến dạng ứng suất theo trục X
Bước 1: Bắt đầu sự mô phỏng ( From the launcher start Simulation)
Hình 3.4 Các thư mục lớn của Ansys Workbench
- Từ thực đơn văn cảnh vào thư mục Geometry -> From file
- Đưa tới hồ sơ có tên: “ corrected_bar_and spindle_only.x_t
“ để mở nó
Trang 4Hinh 3.5 : Mô hình máy phay CNC năm trục
Trang 5Bước 2a: Chọn đơn vị để đặt chế độ làm việc
“Units - > Metric (mm, kg, N, °C, s, mV, mA )”
Hinh 3.6 :Đặt đơn vị làm việc Bước 2b: Bảng vật liệu
Hình 3.7 Bảng vật liệu
Trang 6Bước 3: Thay đổi bề dày của chi tiết
Bước 4: Phân tích loại máy, kích vào thực đơn chọn New Analysis -> Static Structural
- Trong thư mục Static Structural chứa thư mục Solution và
mô hình chi tiết
- Từ thực đơn Environment chọn Loads -> Force (lực chịu tải
)
Trang 7Từ cửa sổ Details of “ Force “ thay đổi các thành phần và cho X = 500N, Y = 0, Z = 0 như ở bảng dưới
Hình 3.7: Đặt lực cho chi tiết Hình 3.8 Đặt lực cho chi tiết
Bước 5: Đặt điều kiện biên
Trang 8Thư mục Environment - >Supports -> Fixed Supports
Chọn Apply trong chi tiết ô của sổ Details of “ Fixed Supports”
Hình 3.9 Đặt tải trọng và điều kiện biên
Bước 6: Sự biến dạng
Vào thư mục Solulation -> Deformation -> Directinonal
Ở cửa sổ Details of “ Directional Deformation “ thay đổi
Orientation thành X Axis
Trang 9Vào thư mục Stress chọn Stress – Normal
Ở cửa sổ Details of “ Normal Stress “ thay đổi Orientation thành Z Axis
Trang 10Bước 7: Kích vào Solve để chạy ra kết quả
Hình 3.10 Chạy kết quả
Khi thành công, kích vào một trong những giải pháp :
Directional Deformation và Normal Stress được trình bày ở trên hình vẽ
Kích vào Directional Deformation có kết quả như bảng dưới:
Trang 11Hình 3.11 Kết quả của Directional Deformation trục X
Kích vào Normal Stress ta được kết quả sau:
Hình 3.12 Kết quả của Normal Stress trục X
Các kết quả tương tự theo trục Y và trục Z:
Trang 12Hình 3.13 Kết quả của Directional Deformation trục Y
Trang 13Hình 3.14 Kết quả của Normal Stress trục Y
Hình 3.15 Kết quả của Directional Deformation trục Z
Trang 14Hình 3.16 Kết quả của Normal Stress trục Z
Bước 8: Chạy ra kết quả báo cáo
Kích vào thư mục như hình dưới:
Trang 15Kết quả tính toán : Ta có bẳng kết qur tính toán biên dạng và ứng suất theo 3 trục
Hình 3.17 Bảng kết quả giá trị max min Directional Deformation
và Normal Stress theo trục X
Nhìn vào bảng trên ta thấy:
Giá trị max của Directional Deformation trục X đạt giá trị
9,677.10-4 m được thể hiện bằng màu đỏ trên hình 3.11và giá trị min đạt giá trị -5,532.10-4m được thể hiện bằng màu xanh đậm trên hình 3.11
Giá trị max của Normal Stress trục X đạt giá trị 7,202.1010 Pa được thể hiện bằng màu đỏ trên hình 3.12 và giá trị min đạt giá trị -3,854.10 10 Pa được thể hiện bằng màu xanh đậm trên hình 3.12
Trang 16Tương tự ta có các bảng theo trục Y và trục Z
3.18 Bảng kết quả giá trị max min Directional Deformation và
Normal Stress theo trục Y Giá trị max của Directional Deformation trục X đạt giá trị
3,629.10-4 m được thể hiện bằng màu đỏ trên hình 3.13 và giá trị min đạt giá trị -8,195.10-4m được thể hiện bằng màu xanh đậm trên hình 3.13
Giá trị max của Normal Stress trục X đạt giá trị 7,127.1010 Pa được thể hiện bằng màu đỏ trên hình 3.14 và giá trị min đạt giá trị -5,553.10 10 Pa được thể hiện bằng màu xanh đậm trên hình 3.14
Trang 173.19 Bảng kết quả giá trị max min Directional Deformation và
Normal Stress theo trục Z
Giá trị max của Directional Deformation trục X đạt giá trị
1,486.10-4 m được thể hiện bằng màu đỏ trên hình 3.15 và giá trị min đạt giá trị -1,476.10-4m được thể hiện bằng màu xanh đậm trên hình 3.15
Giá trị max của Normal Stress trục X đạt giá trị 1,119.1010 Pa được thể hiện bằng màu đỏ trên hình 3.16 và giá trị min đạt giá trị -6,662.10 10 Pa được thể hiện bằng màu xanh đậm trên hình 3.16
