С одержание

1	Постановка задачи и исходные данные…………………………………….3
2	Создание нового проекта………………………………………………........5
3	Формирование расчетной схемы………………………………………........7
	3.1	Общие сведения…………………………………………………………7
	3.2	Ввод опорных узлов……………………………………………………7
	3.3	Формирование контура пластинки…………………………………….8
	3.4	Триангуляция расчетной схемы………………………………………..8
	3.5	Назначение типа элементов……………………………………………10
	3.6	Задание жесткости пластинки…………………………………………11
	3.7	Назначение связей……………………………………………………...11
	3.8	Задание нагрузок……………………………………………………….11
4	Расчет и анализ результатов………………………………………………...14
	4.1	Расчет проекта………………………………………………………….14
	4.2	Графический анализ результатов расчета…………………………….14
	4.3	Анализ перемещений…………………………………………………..14
	4.4	Анализ напряжений…………………………………………………….16
	4.5	Печать и анализ результатов…………………………………………..18
	4.6 4.7	Вычисление теоретического коэффициента концентрации напряжений и оценка погрешности численного решения…………..20 Поправка результатов…………………………………………………21
Список литературы………………………………………………………………25
Приложение………………………………………………………………………26

1 Постановка задачи и исходные данные

Целью курсовой работы является исследование методом конечных элементов напряженного состояния и определение коэффициента концентрации напряжений в плоских элементах машиностроительных конструкций. Решение МКЭ предполагается получить с помощью пакета прикладных программ SCAD. Предлагаемые для численного решения задачи имеют аналитические решения, на основе которых в работе приведены графики (рисунок 1), по которым может быть вычислен теоретический коэффициент концентрации напряжений.

Исследуем растяжение пластинки-полосы с несимметричным круговым отверстием.

Исходные данные пластинки: h = 1 см, ширина пластинки с₁+с₂=7 см,

с₁=5 см, с₂=2 см, радиус кругового отверстия r = 1 см, распределенная нагрузка на торце р=3кН/см , модуль упругости материала пластинки E = 2.1·10⁵ МПа, коэффициент Пуассона ν = 0.3. (Исходные данные изменены в связи с разворотом пластины).

Рисунок 1 – Заданная схема пластинки

Расчет пластинки в данном случае классифицируется как плоская задача теории упругости (расчет плоского напряженного состояния). Сетка не должна

б ыть слишком мелкой – рекомендуется использовать не более 1500 конечных элементов треугольной формы. В то же время сетка должна достаточно точно аппроксимировать имеющееся в пластинке отверстие.

Деталь имеет вертикальную ось симметрии, расчетная схема составляется из половины схемы детали. Ширина пластины 7 см, длина пластины 10,5 см.

2 Создание нового проекта

Для создания нового проекта установим курсор на одноименную кнопку раздела Управление инструментальной панели и нажмем на левую кнопку мыши. На экран выводится диалоговое окно Новый проект, в котором вводится информация о проекте: наименование, объект, заказчик и т.п., а также назначается тип расчетной схемы.

Введем: наименование – концентрация, организация – АлтГТУ, объект – пластина, нормы проектирования – СНГ. Установим единицы измерения: линейные размеры – см, размеры сечений – см, силы - кН. В расчете используем систему общего вида - тип 5.

После нажатия на кнопку ОК в диалоговом окне Новый проект на экран выводится стандартное окно Сохранение проекта. Задаем имя файла - plastina, которое будет присвоено файлу проекта, всем служебным файлам и файлам с результатами, порождаемыми в процессе работы комплекса.

После небольшой паузы, связанной с регистрацией нового проекта в системе, управление передается Дереву проекта (рисунок 2). Дерево включает четыре раздела первого уровня, фактически - этапы решения задачи: Исходные данные, Расчет, Результаты и Конструирование. Эти разделы содержат ссылки на разделы второго уровня, которые детализируют выполняемые операции, например, Расчетная схема, Линейный расчет или Печать таблиц. Разделы Расчетная схема и Специальные исходные данные включают подразделы с перечнем исходных данных.

Рисунок 2 - Дерево проекта

Дерево проекта отображает состояние проекта, т.е. наличие или отсутствие в проекте соответствующего вида данных, а также доступность функций, например, расчета или анализа данных. Из Дерева можно инициализировать

л юбую функцию - ввод данных, расчет или графический анализ результатов. Для этого достаточно установить курсор на наименование соответствующей ветви Дерева и нажать левую кнопку мыши. Кроме того, Дерево иллюстрирует структуру комплекса.