ứng dụng của công nghệ CAD/CAM/CAF trong việc thiết kế, đánh giá và chế tạo chi tiết, chương 10 docx

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

Chương 10: Ứng dụng của Ansys Workbench vào phân tích, đánh giá

mô hình máy phay CNC

3.2.1 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

- 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

Hinh 3.5 : Mô hình máy phay CNC năm trục

Bước 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

Bước 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

)

Từ 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

Thư 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

Vào thư mục Stress chọn Stress – Normal

Ở cửa sổ Details of “ Normal Stress “ thay đổi Orientation thành Z Axis

Bước 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:

Hình 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:

Hình 3.13 Kết quả của Directional Deformation trục Y

Hình 3.14 Kết quả của Normal Stress trục Y

Hình 3.15 Kết quả của Directional Deformation trục Z

Hình 3.16 Kết quả của Normal Stress trục Z

Bước 8: Chạy ra kết quả báo cáo

Kích vào thư mục như hình dưới:

Kết 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

Tương tự ta có các bảng theo trục Y và trục Z