Сравнительный Анализ результатов расчета по методу сопротивления материалов и методом конечных элементов

На рисунке 20 представлен график зависимости напряжений на шатунной шейке от прикладываемого к коленчатому валу крутящему моменту, полученные при расчете по методу сопротивления материалов и методом МКЭ в различных  программах.

 

Таблица 11 – Значение максимальных напряжений в шатунной шейке согласно расчетам коленчатого вала методом сопротивления материалов, методом конечных элементов в системах NX Nastran, SolidWorks Simulation и КОМПАС - 3D APM FEM.

Крутящий момент, Н*м	184250	146250	97500	52125	1143,45
Напряжение на шатунной шейке в КОМПАС – 3D APM FEM, МПа	65	51,7	34,5	18,3	0,4
Напряжение на шатунной шейке в SolidWorks Simulation, МПа	111	88	58,8	31,4	0,68
Напряжение на шатунной шейке в NX Nastran, МПа	74,66	59,2	39,5	21,1	0,46
Напряжение на шатунной шейке по методу сопромата, МПа	58,68	46,58	31,1	16,6	0,36

 

 

Рисунок 20 – График зависимости напряжений от прикладываемого к коленчатому валу крутящего момента

 

Из полученных значений видно, что результат расчета по методу сопротивления материалов отличается от результатов расчета методом конечных элементов в программах NX Nastran, SolidWorks Simulation и КОМПАС - 3D APM FEM. При увеличении крутящего момента наблюдается увеличение разности показаний в расчете методом конечных элементов и методом сопротивления материалов.

 

Заключение

 

В результате проделанной работы над ВКР были достигнуты следующие результаты:

1. Разработан технологический процесс сборки и сварки коленчатых валов с применением электрошлаковой сварки, которая позволяет сократить временя на разделку кромок и сократить затраты на технологическую оснастку.

2. Рассчитаны оптимальные режимы сварки.

3. Подобрана и рассчитана необходимая оснастка.

4. Рассмотрена методика контроля сварных соединений коленчатых валов.

5. Произведены расчеты коленчатого вала методом сопротивления материалов и методом конечных элементов в системах NX Nastran, SolidWorks Simulation и КОМПАС – 3D APM FEM. Произведен сравнительный анализ результатов расчета по методу сопротивления материалов и методом конечных элементов.

 

С писок используемых источников

 

1. Для лабораторных занятий и самостоятельной работы по дисциплинам: «Монтаж и эксплуатация бурового оборудования», «Буровое оборудование», «Новое оборудование циркуляционных систем» предназначены для студентов, обучающихся по направлению «Нефтегазовое дело» профиля «Бурение нефтяных и газовых скважин» для очной и заочной форм обучения: Методические указания;

Сост. А.Е. Анашкина, И.А. Осипенко. Тюмень, 2012г, 3 – 5с.

2. http://www.uralmash-ngo.com/

3. http://metallicheckiy-portal.ru/

4. Волченко В.Н. Сварка и свариваемые материалы.: Справочник. Том II [Текст]/ под ред. В. Н. Волченко. – МГТУ им. Н. Э. Баумана, Москва 1996, 167 с.

5. Контроль качества сварки: Учебное пособие для машиностроительных вузов

6 Гитлевич А. Д. Техническое нормирование технологических процессов в сварочных цехах [Текст]/ А. Д. Гитлевич, Л. А. Животинский, Д. Ф. Жмакин. –М:. Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1962, 172с.

7 Котельников, А. А. Конструирование и расчет сварочных приспособлений [Текст]/ Котельников А. А. – Юго-Зап., гос, ун-т., Курск, 2015, 558с.

8. Проектирование сварных конструкций в машиностроении [Текст]/ под ред. С. А. Куркина. - М., «Машиностроение», 1975, 376с.

9 Климов А. С. Роботизированные технологические комплексы и автоматические линии в сварке: Учебное пособие. 2-е изд., испр. и доп. [Текст]/ А. С. Климов, Машнин Н. Е. – СПб.: Издательство «Лань», 2011 – 240с.

11. http://mash-xxl.info

12. http://www.gran-stroi.ru

 

 

Приложение А

Отчет об исследовании коленчатого вала в

КОМПАС – 3 D APM FEM

Информация о проекте

Дата создания отчёта	25.05.2018; 11:19:38
Путь к файлу	F:\КУРСОВАЯ РАБОТА 7 СЕМЕСТР\коленвал.m3d

 

Модель

 

Информация о нагрузках

 

Наименование	Выбранные объекты	Параметры нагрузки
Температура: Температура:1	Грани: 31	80 градус Цельсия
Распределенная сила: Распределённая сила:1	Грани: 1	Вектор силы: X = -490000; Y = 0; Z = 0 Величина: 490000 H

 

Информация о закреплениях

 

Наименование	Выбранные объекты	X [мм]	Y [мм]	Z [мм]	Rot. X [град]	Rot. Y [град]	Rot. Z [град]
Закрепление: Закрепление:1	Грани: 2	Запрещ.	Запрещ.	Запрещ.	-	-	-

 

4) Конечно-элементная сетка