Расчет методом конечных элементов

Пример расчета методом конечного элемента [c.140]

Напряжение остаточное 76 — Расчет методом конечных элементов 105 — температурное 76 [c.341]

Воспользуемся полученной выще зависимостью приращение напряжений — приращение деформаций для композита. В этом случае можно провести расчет методом конечных элементов в приращениях. [c.69]

Рис. 8.7. Сеточная разметка при расчете методом конечных элементов и распределение напряжений в резьбовом соединении

Экспериментальные исследования напряжений в роторах сепараторов успешно дополняются и численными методами расчетов с применением ЭВМ. Сопоставляя полученные экспериментально на модели ротора сепаратора с ручной выгрузкой осадка величины напряжений с данными расчета методом конечных элементов переходной зоны цилиндрической части ротора его днища, можно установить их удовлетворительное соответствие (рис. 6.6), особенно для значительных по абсолютной величине напряжений. [c.125]

Под специализированными САПР понимают такие системы проектирования, область применения которых ограничивается определенным классом конструкций, например САПР грузового автомобиля, САПР строительных конструкций, САПР тракторов и т. д. Инвариантные САПР — это такие системы автоматизированного проектирования, область применения которых не ограничена определенными сферами применения, например система автоматизации прочностных расчетов методом конечных элементов может быть инвариантна по отношению к автомобилю, строительной конструкции, трактору и т. д. [c.19]

До сих пор речь шла о расчете методом конечных элементов конструкций, в которых все перемещения и внутренние силы линейно зависят от величины нагрузки. Поскольку поведение многих реальных конструкций можно считать приближенно линейным, методы расчета, в которых используется гипотеза линейности, с инженерной точки зрения являются важными. [c.62]

Такой расчет методом конечных элементов и суммирование в (5.4) повторяются до тех пор, пока значения давления, задаваемые соотношениями (5.3) и (5.4), не совпадут (с погрешностью, как правило, не более 0,5%). Силу тяги двигателя рассчитывают, комбинируя полученное значение с величиной массового расхода и соответствующими параметрами ТРТ и сопла [c.104]

Приведенные выше формулы основаны на предположении, что давление на поверхности контакта деталей соединения равномерно распределено по этой поверхности. Расчеты методом конечных элементов и эксперименты показывают, что давление в [c.120]

Коэффициенты концентрации напряжений определяются разнообразными методами, включая непосредственные измерения деформаций, применение методов фотоупругости, использование методов теории упругости и проведение расчетов методом конечных элементов. Исследование напряжений методом фотоупругости было до недавнего времени самым широко распространенным способом изучения распределения напряжений и определения коэффициентов концентрации напряжений около различных геометрических особенностей. Метод основан на использовании двойного лучепреломления многих прозрачных материалов при деформировании их под нагрузкой. Анализ интерференционных полос, образующихся при просвечивании деформированных моделей из оптически активных материалов поляризованным светом, позволяет количественно охарактеризовать распределение напряжений в теле и рассчитать коэффициенты концентрации напряжений. В последние годы метод конечных элементов при определении коэффициентов концентрации напряжений в значительной степени потеснил метод фотоупругости. Численные значения коэффициентов концентрации для разно [c.401]

С учетом сделанных допущений расчет методом конечных элементов эквивалентен тому, что скорость распространения трещины выражают уравнением [c.185]

Расчет методом конечных элементов [c.262]

Упругопластический расчет методом конечных элементов [c.167]

При расчете методом конечных элементов сетка образуется двумя рядами прямых, причем один ряд соответствует направлению оси крыла, а другой параллелен хорде крыла (оси х), так что крыло разбивается на четырехугольные элементы, как показано [c.444]

Как видно, результаты эксперимента и расчета методом конечных элементов согласуются очень хорошо. [c.446]

Рассмотрим некоторые результаты численного моделирования процессов деформирования и накопления повреждений неоднородной среды с использованием описанной математической модели. Расчеты методом конечных элементов при пошаговом пропорциональном изменении значений компонент тензора макродеформаций были проведены для реализации представительного объема, содержащего 3072 элемента структуры с различными прочностными и одинаковыми упругими константами G = 4 10 МПа, 1 = 6,7 10 МПа, (ji сг) = = 2,5 10-3, jk , = 0,3, 6 = 3. [c.129]

Для подготовки задачи к расчету методом конечных элементов выполним нумерацию стержней и узлов на рис. 3.12. Это удобно представить в виде таблицы (табл. 3.3). [c.161]

Аналогичная ситуация реализуется при нагружении твердого тела с трещиной. Расчеты, методом конечного элемента [148, 149] показали, что при фиксированной длине трещины и прочих равных условиях добавление к одноосному растяжению второй компоненты растяжения приводит к уменьшению зоны пластической деформации, а добавление сжатия вызывает увеличение размера этой зоны. Это указывает на то, что изменение размера зоны в условиях внешнего силового нагружения при фиксированной длине трещины связано с изменением степени стеснения пластической деформации без изменения вида объемного напряженного состояния в середине образца (изделия). [c.148]

Пример 4. Приведем результаты расчета методом конечных элементов кольцевой детали, представленной на рис. 12.3, где дана также схема нагружения детали. На рис. 12.9 приведена сетка треугольных конечных элементов. Граничное условие узел А закреплен. [c.200]

Расчеты методом конечных элементов при больших деформациях. а) Применение метода, который предлагает, что на каждой ступеньке нагружения остаются в силе все линейные зависимости, не вызывает никаких принципиальных затруднений. На каждой ступеньке применяется алгоритм, описанный в п. 64. Добавочно следует разработать подпрограмму, которая автоматически делила бы полученную деформированную область на конечные элементы для расчета следующей ступеньки нагружения. Обойти эту трудность можно применением конечных элементов треугольной формы. Три вершины треугольника в деформированном состоянии тоже образуют треугольник. При переходе от сту-. пеньки к ступеньке можно не менять подобласти, а просто пересчитывать новые координаты вершин. Для объемной задачи те же преимущества имеет элемент в форме тетраэдра. [c.218]

Расчеты методом конечных элементов. Этот метод применяется широко для расчета строительных, авиационных и судовых конструкций [44], [85], а в последние годы — для расчета деформаций й напряжений в поршнях, клапанах, цилиндровых гильзах дизелей [45], [70], [77]. В основе его, как и электрических цепей упругого тела, лежит замен а непрерывной (сплошной) области совокупностью дискретных элементов (блоков), в результате чего система уравнений в дифференциальной форме (35) заменяется системой алгебраических уравнений типа (43). Однако этот метод имеет ряд существенных отличий и преимуществ. [c.131]

Сопоставление результатов исследований напряжений методом фотоупругости с данными расчетов методом конечных элементов показывает, что при относительной его простоте можно обеспечить высокую точность в определении напряжений в поршнях. [c.152]

Технологически указанную выше идею задержки роста трещины реализуют путем расположения в отверстие втулки. Их необходимо устанавливать в отверстие под крепежные элементы и приклеивать к отверстию или выполнять круговые канавки вокруг отверстия, в которые входит бурт втулки при ее запрессовке. Чтобы полностью перекрыть зону трещины, следует приклеить еще боковую накладку или расположить по ее поверхности конусообразные канавки со вставками, как это показано на рис. 8.52. Вставку следует закрепить болтом, совмещая отверстие во вставке, с отверстием, в котором располагают втулку. Все это суп1ествен-но снижает интенсивность напряженного состояния материала в районе трещины, как показали расчеты методом конечных элементов, и приводит к резкому снижению темпа роста трещины. Поверхность отверстия, как и зона трещины по свободной поверхности элемента конструкции, может быть после обнаружения трещины упрочнена любым из известных способов. Это создает весьма высокий уровень сжимающих напряжений и способствует дополнительному снижению темпа последующего роста трещины. [c.461]

Развитие усталостных трещин в эксплуатации имело место в дисках III ступени турбины двигателя НК-8-2у на самолетах Ту-154Б в зонах высокой концентрации нагрузки по отверстиям крепления дисков к валу двигателя. Расчеты методом конечных элементов показали наличие сложного напряженного состояния в тех местах диска, в которых обычными традиционными методами расчета оценивали напряженное состояние как линейное [1, 2]. При применении решения на основе обобщенного представления о плосконапряженном состоянии в ряде сечений не учитывается наличие касательных напряжений и неполностью учитывается объемно-наиряженное состояние дисков в ободной части, в том числе и в местах лабиринтных уплотнений. Тем более погрешности в оценке реального напряженного состояния возникают в местах концентрации нагрузок у отверстий под болты, соединяющие диск с валом турбины. Как показала практика эксплуатации таких дисков, именно у крепежных отверстий возникают усталостные трещины, которые в последующем распространяются в направлении ступичной части диска к валу. Реализуемое напряженное состояние материала диска по сечениям отличалось от расчетного, поскольку максимальная интенсивность напряженного состояния по расчету соответствовала сечению, расположенному перпендикулярно к плоскости роста трещины [2]. [c.542]

После определения усилий несложно произвести расчет методом конечных элементов иапря кенного и деформированного состояния фланцев и болтов ио заданным нагрузкам. Результаты расчета соединения (см. рис. 8.2), стянутого восемью болтами с резьбой М12, ирн Р=120 кН и Qo = 25 кН показаны на рис. 8.5. Несложно заметить, что в зоне сопряжения фланца с трубой имеется концентрация напряжений, которая может быть снижена увеличением радиуса сопряжения. [c.146]

Таким образом, предположив, что деформация ползучести в действительности меньше, чем определяемая по соотношению Нойбера, подтвердили это предположение посредством расчетов методом конечных элементов с учетом соответствующих поправок. [c.119]

Структура программы. Процедура расчета методом конечных элементов сводится к нескольким основным этапам. Меридиональное сечение диска разбивают на элементы и определяют координаты узловых точек, силы или перемещения, заданные в узлах и на границах (рис. 5.2). От способа разбиения области на элементы зависит вид матрицы жесткости, а следовательно, объем информации и скорость счета, поэтому он не должен быть произвольным. Существуют различные способы выделения элементов с помощью регулярных сеток, в частности использование изопараметриче-ских элементов [3, 46]. В осесимметричной задаче наиболее простым является построение сечений кольцевых элементов путем соединения узловых точек, выделенных на прямых линиях, параллельных оси вращения. Разбиение вдоль линии делают равной длины при необходимости неравномерного деления вводят весовой коэффициент и узловые точки нумеруют в определенной последовательности. Такой принцип позволяет осуществить автоматизацию определения геометрических параметров треугольника при задании минимальной исходной информации, например координат двух точек на границах одной прямой и числа узловых точек на этой прямой. Усилия многих исследователей направлены на создание оптимальной системы автоматического разбиения расчетной области (см., например, 123]). [c.163]

В этом разделе для нескольких задач, представляющих практический и теоретический интерес, сравниваются результаты, описывающие поведение слоистых композитов со свободными кромками. Результаты получены нами с помощью рассматриваемой здесь модели, а также другими исследователями. Подробные результаты, основанные на расчете методом конечных элементов, представлены для данного класса краевых задач теории упругости слоистых композитов Вангом и Кроссманом [36]. Их данные сравниваются с конкретными результатами, полученными с помощью рассматриваемой здесь модели. Кроме того, для сравнения используются данные Ванга и Чоя [37]. Сотюставляются результаты для слоистых композитов двух конкретных укладок [0°, °]j и [ 45°]j. Композиты имеют слои равных толщины Ло и ширины 2Ь = 1 бЛо, а их свойства соответствуют характеристикам материала из табл. 1.1. [c.59]

Другая проблема, связанная с обработкой данных, полученных при испытании составных образцов на продольный сдвиг, заключается в разделении вкладов разных видов деформирования. В работе [55] было показано, что скорости высвобождения энергии деформирования типов 1 и 11 не сходятся в случае, когда трещина распространяется вдоль поверхности раздела между двумя разными ор-тотропными материалами. В работе [55] было также показано, что скорость высвобождения суммарной энергии деформирования хорошо определяется. Проведение испытания составной балки на продольный сдвиг применительно к однонаправленному материалу не связано с какими-либо трудностями пример — результаты, представленные на рис. 4.59 и 4.60. Иначе обстоит дело с образцами многонаправленного композита, результаты испытания которых приведены в табл. 4.10. В этих образцах инициирующий надрез между основным стержнем и накладкой приходится на поверхность раздела между слоями +45° и -45°. Поэтому расчет методом конечных элементов, используемый вместе с методом смыкания трещины, не дает правильных результатов. В работе [55] показано, что результаты такого подхода зависят от отношения Аа/а, где Аа — приращение трещины, используемое в методе смыкания трещины. Несходимость скоростей высвобождения энергии деформирования типов 1 и 11 объясняется осциллирующей природой сингулярности в вершине трещины, проходящей по поверхности раздела между двумя материалами. [c.276]

Исследования кинетики сквозных усталостных трещин в сплаве АК4-1Т1 проведены совместно с В. Г. Смыковым на образцах крестообразной формы. В результате расчетов методом конечного элемента была выявлена зона в центральной части образца, внутри которой поле напряжений было однородным. Испытания проводили в диапазоне соотношений главных напряжений 1. Выращивали сквозные усталостные трещины от центрального отверстия. [c.154]

Несколько иной результат был получен (совместно с А. А. Карасевым и К. В. Ваисовичем) в случае несквозных усталостных трещин в плоских крестообразных образцах из сплава АК6. Поля напряжений в образце определяли путем его расчета методом конечного элемента. Полученные результаты сопоставляли с данными тензометрирования образцов. Анализ этих данных показал, что в центре образца в пределах зоны 20X20 мм неравномерность напряженного состояния не превышала 10%. Помимо этого напряженное состояние материала в вершине трещины определяли расчетным путем методом конечных элементов. Решали трехмерную задачу, для которой был выбран трехмерный изопараметрический элемент в виде треугольной призмы с 15 узлами. Из проведенной оценки распределения напряжений в окрестности трещины следует, что приложение второй составляющей растяжения или сжатия в плоскости трещины не влияет на напряжение раскрытия трещины 0 . Вместе с тем напряжение Ог в плоскости трещины вдоль направления последующего приложения второй составляющей нагружения существенно изменяется. Так, при номинальном напряжении а=100 МПа максимальное значение Ог в окрестности вершины усталостной трещины при одноосном растяжении составило 24 МПа. Добавление второй составляющей растяжения при соотношении напряжений А,= 0,9 привело к увеличению Стг до 114 МПа. Применительно к указанной величине одноосного напряжения в табл. 29 приведены результаты расчета характеристик напряженного состояния материала в вершине усталостной трещины в [c.155]

И упругопластическое поведение фланцев. Более подробное обсуждение этого подхода и некоторых его возможностей, практически полезных для эффективного расчета фланцевых соединений, будет дано ниже. Расчеты методом конечных элементов были выполнены для сосудов 3 и 4. Вычисления на основе модели жесткого кольца были проведены для всех сосуд,ов, хотя некоторые специальные детали были обследованы только для сосуда 3. Схематизация сосудов 3 и 4 для использования модели жесткого кольца показана на Jiii . 10. [c.22]

Результаты для установившегося режима, полученные с помощью метода конечных элементов, сравнивались с результатами решения этой же задачи методом конечных разностей, в котором использовалось 440 вычислительных ячеек. Для расчета методом конечных элементов применялась грубая сетка из 39 элементов. Решение для функции тока и завихреиностн, соответствующих установившемуся режиму, получалось остановкой процесса итераций по времени при достижении статистически установившегося режима>. Это состояние определялось по моменту, когда производные по времени от завихренности в узлах становились ниже какой-то малой величины. Результаты сравнения (табл. 9.1) свидетельствуют об удовлетворительном согласовании решений методами конечных элементов и конечных разностей. Это согласование наилучшее в районе, удаленном от угла. [c.252]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...