Mechanika s Inventorem 5. Aplikace – tahová úloha

Mechanika s Inventorem 5. Aplikace – tahová úloha Petr SCHILLING, autor přednášky Ing. Kateřina VLČKOVÁ, obsahová korekce Tomáš MATOVIČ, publikace

Obsah cvičení: Zadání 3 Nástin analytického řešení4 Řešení v Autodesk Inventoru 8 Interpretace získaných výsledků 23 Výstupy a závěrečná diskuse24

Zadání: Nalezněte průběhy N(x), σ(x) a celkové prodloužení svorníku Δl pro zadané hodnoty: F = 50 kN, a = 0,2 m, d1 = 30 mm a d2 = 30 mm. Předpokladem použitým při řešení, je volba materiálu (ocel), jehož dovolené napětí je vyšší než provozní napětí ve svorníku – nejde o dimenzování.

Nástin analytického řešení: • osové zatížení – tahová úloha – jednoosá napjatost • řešení: metoda řezu (vnitřní silové účinky), výpočet napětí a deformace 1. Úsek: x є <0, a)

Nástin analytického řešení: 2. Úsek: x є <a, 2a)

Nástin analytického řešení: Průběhy N(x), σ(x)

Nástin analytického řešení: Prodloužení

Řešení v Autodesk Inventoru: • vytvoření 3D geometrie (CAD data) • přepnutí do modulu MKP analýzy • definice okrajových podmínek (vazba vetknutí, zatížení silami) • vytvoření sítě – diskretizace • výpočet – proveden 3x (3 různé kvality sítě) • zásadní konvergence výsledků • generování výpočtových zpráv • interpretace získaných výstupů

Řešení v Autodesk Inventoru: Vytvoření 3D geometrie (CAD data)

Řešení v Autodesk Inventoru: Přepnutí do modulu MKP analýzy

Řešení v Autodesk Inventoru: Definice materiálového modelu Definice okrajových podmínek (vazba vetknutí, zatížení silami) • přiřazení materiálu – ocel • vazby a zatížení Pevná vazba - vetknutí

Řešení v Autodesk Inventoru: Definice okrajových podmínek (vazba vetknutí, zatížení silami) • zatížení silami – transformace výpočtového modelu • Argumenty: • osamělé síly se v reálném světě nevyskytují • osamělá síla vede k singularitě

Řešení v Autodesk Inventoru: Vytvoření sítě – diskretizace • 3 přístupy k vyplnění objemu elementy – 3 výpočty • hrubá síť – předběžný výpočet

Řešení v Autodesk Inventoru: Vytvoření sítě – diskretizace • 3 přístupy k vyplnění objemu elementy – 3 výpočty • zpřesnění sítě – výpočet 1. upřesnění

Řešení v Autodesk Inventoru: Vytvoření sítě – diskretizace • 3 přístupy k vyplnění objemu elementy – 3 výpočty • další zpřesnění sítě – výpočet 2. upřesnění sbíhavost výsledku vypnuta ~ zjemnění sítě – ostré hrany → singulární místo

Řešení v Autodesk Inventoru: Výpočet – proveden 3x (3 různé kvality sítě) • zásadní konvergence výsledků ke správným výsledkům

Řešení v Autodesk Inventoru: Generování výpočtových zpráv • příkaz zpráva – automatický proces

Řešení v Autodesk Inventoru: Interpretace získaných výstupů • ekvivalentní napětí - animace

Řešení v Autodesk Inventoru: Interpretace získaných výstupů • maximální hlavní napětí - animace

Řešení v Autodesk Inventoru: Interpretace získaných výstupů • minimální hlavní napětí - animace

Řešení v Autodesk Inventoru: Interpretace získaných výstupů • deformace - animace

Řešení v Autodesk Inventoru: Interpretace získaných výstupů • koeficient bezpečnosti - animace

Interpretace získaných výstupů: • hodnoty odpovídají analytickým výsledkům • hrany → singularity → napěťové špičky • zlepšení výsledků řešení → přidání zaoblení • vygenerovány zprávy (reporty) → zpřesnění výpočtu s rostoucí hustotou sítě (uzly) • převládající isoplochy značí odpovídající napětí, deformace a bezpečnost • animace výsledků – deformace mnohonásobně zvětšeny • oblasti se singularitou – nezahrnujeme do výstupů • diskuse výsledků

Výstupy přednášky a závěrečná diskuse • vzorové řešení jednoduché tahové úlohy – svorníku • nástin analytického a ICT řešení • interpretace získaných výstupů a jejich porovnání Závěrečná diskuse, dotazy

Mechanika s Inventorem 5. Aplikace – tahová úloha