Московский государственный технический университет

им. Н.Э. Баумана

Калужский филиал

А.А. Жинов

Методические указания по выполнению лабораторных

работ по курсу «Математическое моделирование и САПР»

Исследование модели диска турбинной ступени

под редакцией Сидорова А.А.

Калуга 2004 год

УДК 621.0

Ж32

Данные методические указания издаются в соответствии с учебным планом специальности 101400 «Газотурбинные, паротурбинные установки и дигатели».

Указания рассмотрены и одобрены:

кафедрой «Тепловые двигатели и теплофизика» ____________, протокол №____

зав. кафедрой А.К. Карышев

методической комиссией Калужского филиала _____________, протокол № ____

председатель метод. комиссии

В.Т. Максимов

Рецензент

к.т.н., доцент кафедры К2-КФ

П.Г. Зиновьев

Автор

к.т.н., доцент кафедры К1-КФ

Жинов Андрей Александрович

Методические указания посвящены рассмотрению приемов создания пространственной твердотельной модели диска турбинной ступени в среде «SolidWorks» и последующего изучения ее прочностных свойств с помощью модуля «CosmosWorks». Данные указания предназначены для выполнения лабораторных работ студентами старших курсов, изучающих дисциплину «Математическое моделирование и САПР».

© Калужский филиал МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004г.

© Жинов А.А., 2004 г.

Оглавление

1. Введение……………………………………………………………...4

2. Особенности модуля CosmosWorks………………………………...5

3. Интерфейс CosmosWorks…………………………………………....7

4. Создание модели диска турбинной ступени………………………10

5. Последовательность построения модели диска…………………..10

6. Расчет прочностных характеристик диска турбинной ступени…15

7. Задание условий расчета…………………………………………...19

8. Выполнение расчета и просмотр результатов…………………….21

9. Оформление результатов работы………………………………….24

10. Используемое оборудование………………………………………24

11. Литература………………………………………………………….24

Введение

Модели, которые создаются в CAD-системах, нужны не только для того, чтобы визуализировать конструкцию детали или сборки, или получить чертежи, но и для исследования и оптимизации различных свойств реальной детали или конструкции. Такие исследования и расчеты проводят как с помощью отдельных специализированных пакетов программ, так и с помощью расчетных модулей, которые интегрируются в состав наиболее современных CAD-систем. Например, для пакета SolidWorks [2] создано большое количество таких модулей для различных отраслей промышленности и науки.

В машиностроении наиболее часто используют следующие модули:

• Модуль расчета на прочность CosmosWorks (разные виды расчета - статический, тепловой, частотный, потери устойчивости, автоматическая оптимизация размеров конструкции, работа с деталями и сборками, возможность учета нелинейных свойств материала, вывод эпюр напряжений, деформаций, запасов прочности)

• Модуль механообработки CAMWorks (визуализация процесса обработки, анализ недорезов и зарезов, обширная база данных станков, инструмента, режимов резания)

• Модуль механической и электроэрозионной обработки MasterCAM (фрезерная обработка до пяти осей, возможность обработки детали боковой поверхностью фрезы, токарная и электроэрозионная обработка, функции высокоскоростной обработки)

• Модуль проектирования трубопроводов и библиотека стандартных изделий SolidWorks Piping (трехмерная прокладка трасс трубопроводов в сборках SolidWorks, библиотека стандартных изделий)

• Инженерный калькулятор и библиотека MechSoft-PROFI (проектировочные расчеты балок, валов, сварных соединений, пружин, моделирование стандартных изделий и кулачков, создание в сборке ассоциированных групп крепежа, моделирование валов и зубчатых передач на основе проектировочного расчета, введение в систему своих видов расчетов и моделей)

• Утилита простановки допусков Допуски и посадки (простановка на чертежах допусков на размеры по квалитетам)

• Модуль расчета размерных цепей SigmundWorks (анализ собираемости сборки из условий заданных допусков, автоматическое формирование размерной цепи, прямой и обратный виды расчетов, расчеты на максимум-минимум, статистический анализ)

• Модуль проектирования пресс-форм MoldWorks

• Модуль анализа проливаемости пресс-форм Plastics Advisers

• Модуль кинематического анализа Dynamic Designer ADAMS (кинематический анализ сложных механизмов, определение скоростей, ускорений и взаимных воздействий элементов системы, передача нагрузок в систему расчета на прочность CosmosWorks)

• Модуль расчета на прочность MSC VisualNastran (расчет движения систем со случайными взаимодействиями элементов, определение нагрузок, скоростей и ускорений в любой момент времени, расчет ударных нагрузок, расчет отдельных деталей на прочность в любой момент движения механизма)

• Модуль аэрогидродинамических расчетов FlowVision (расчет и визуализация течений жидкостей и газов, расчеты движения на поверхности раздела двух сред, учет горения газовоздушной смеси при движении, аэродинамические расчеты до числа М=10, анализ ламинарного и турбулентного течений, учет вязкости газа и жидкости)

В данной работе мы будем пользоваться модулем расчета на прочность CosmosWorks, поэтому подробнее рассмотрим его особенности.