instr do wałka 221007.doc

Instrukcja do zadania typu WAŁEK – model belkowy z systemem ALGOR

Treść zadania:

Przyjmując dane z rys.1  wykonać model belkowy wałka.

Wykonany model z określonymi warunkami brzegowymi poddać analizie metodą elementów skończonych w systemie ALGOR.

Rys.1 Reduktor

Przyjęto następujące dane:

-          Moc N=4kW

-          Obroty wałka napędzającego n1=3600 obr/min

-          Obroty wałka napędzanego n2=12414 obr/min

-          Przełożenie u=2,9

-          Moment obrotowy na wale napędzającym T1=103,4 Nm

-          Moment obrotowy na wale napędzanym T2=300 Nm

-          Średnica podziałowa koła napędowego d1= 82mm

-          Przekładnia walcowa z zębami skośnymi:

                 - Kąt pochylenia linii zęba b=12°

                 - Kąt  zarysu f=20°

Rozwiązanie:

Jak większość tego typu programów komputerowych tak i system ALGOR umożliwia osiągnięcie rozwiązania problemu-zadania w sposób wielotorowy. Poniżej zostanie przedstawiona-opisana jedna z wielu dróg.

Poniższy opis dotyczy systemu ALGOR v19.2 z interfejsem w języku angielskim.

Po utworzeniu podkatalogu w katalogu DYDAKTYKA na dysku D, w którym będzie zapisywany nowy projekt (ważne: nazwa podkatalogu: max.8 liter z alfabetu angielskiego bez znaków specjalnych typu:_,-,/,@,”SPACJA” ,~,itp.), uruchamiamy system Algor:

START®PROGRAMY®ALGORv19®FEMPRO

Rys.2 Okno dialogowe kreatora FEA Model

Pojawia się okno dialogowe jak na rys.2, w którym deklarujemy utworzenie nowego <New> typu modelu <FEA Model> oraz pozostawienie bez zmian rodzaju analizy
<Static Stress with Linear Material Models> (analiza statyczna).

Zatwierdzenie tych ustawień przyciskiem <NEW> powoduje wyświetlenie okna dialogowego jak na rys.3.

Rys.3 Okno dialogowe ustalania miejsca zapisu i nazwy FEA Model 

W oknie tym określamy miejsce zapisu na dysku oraz nazwę projektu (ważne: podobnie jak przy nazwie podkatalogu należy ograniczyć się do 8 znaków z alfabetu angielskiego
bez używania znaków specjalnych).

Zatwierdzenie podanej nazwy pliku <Zapisz> powoduje uruchomienie programu FEMPRO w zakładce FEA-editor (rys.4):.

Rys.4 Uruchomienie edytora SUPERDRAW z poziomu FEMPRO

Przejście do edytora graficznego SUPERDRAW realizowane jest poprzez:

TOOLS®Transfer to SUPERDRAW III

Edytor graficzny SUPERDRAW jest łatwym w użytkowaniu programem typu CAD. Umożliwia budowę dowolnie złożonych figur płaskich i brył w oparciu o podstawowe elementy konstrukcyjne typu: punkt, odcinek, prostokąt, okrąg. Edytor ma wbudowane narzędzia specyficzne dla systemów MES np. komenda umożliwiająca przemieszczenie węzła(ów) siatki elementów skończonych, określenie typu elementu skończonego zastosowanego w obliczeniach MES, przyporządkowanie mu określonego materiału, definicji jednostek, wbudowane generatory siatek, itp.

Rys.5 Ekran edytora graficznego SUPERDRAW

Ekran edytora graficznego (rys.5) podzielony jest na trzy (w pełni konfigurowalne
przy użyciu myszki, co do wielkości i położenia) główne elementy:

1.      Główne okno edytora zawierające:

-          informacje dotyczące ścieżki dostępu;

-          menu główne;

-          graficzną interpretację układu współrzędnych uzależnioną od określonego
w danym momencie aktywnego widoku;

-          aktywnych w danej chwili ustawień cech elementu rysunkowego
(Surface, Layer, Part);

-          informacji o współrzędnych kursora graficznego.

2.      Okno dialogowe.

3.      Okna narzędziowe (liczba, położenie, widok – konfigurowane poleceniem z menu głównego (rys.6):

SETTINGS®TOOLBARS

Rys.6 Ustawienie aktywnych (wyświetlanych) okien narzędziowych i ich wielkości

Zalecane jest, z uwagi na częstotliwość używania tylko niektórych narzędzi, wyświetlenie trzech okien narzędziowych:

-       Selection Tools – okno wyboru elementów rysunkowych;

-       View Utilities – okno zdefiniowanych, podstawowych widoków, zoom, regeneracji rysunku;

-       Add CAD – okno rysowania podstawowych elementów rysunkowych.

KROK 1 – ustawienia początkowe w edytorze SUPERDRAW:

-       ustawić widok podstawowy VIEW=1 w płaszczyźnie XY rys.7;

Rys.7 Ustalenie aktualnego widoku

-       pozostawić bez zmian parametry domyślne cechy elementu rysunkowego (S=1,L=1,P=1 odpowiednio: Surface, Layer, Part) – wszystkie obiekty, które będą
od tej pory rysowane będą miały przypisane te cechy;

-       określić/sprawdzić jednostkę rysunkową mm i  jednostkę siły N. Używamy w tym celu <Model Data> polecenie UNIT ® <Unit System:Custom> rys.8, (pozostałe wielkości można zostawić bez modyfikacji).

Rys.8 Ustalenie jednostek

KROK 2 – rysowanie modelu dyskretnego wału w edytorze SuperDraw

Opis:

Przedstawiony na rys.1 wybrany wałek jest stopniowy.

Dlatego przyporządkowanie cech rysunkowych i podział wałka ustalono jak na rys.9.

Rys.9 Przyporządkowanie cech rysunkowych do ustalonego podziału wałka

Przyjęte z rys.1 wymiary poszczególnych części wałka przedstawiono na rys.10

Rys.10 Długości poszczególnych części wałka

Wykonanie:

Przyjmując za punkt wyjścia punkt o współrzędnych (0,0,0) rysujemy poszczególne części wałka odcinkami.

W tym celu wybieramy z okna podstawowych obiektów rysunkowych (Add Cad Object) narzędzie Line (rys.11) i podajemy współrzędne początku rysowania rys.12:

Zalecane jest rysowanie linii poprzez podanie przyrostu poszczególnych współrzędnych. Również w tym przypadku posługujemy się tą metodą a mianowicie: naciskamy przycisk <Relation> (rys.13). W wyświetlonym oknie zaznaczamy opcję Use Relative
i zatwierdzamy przyciskiem <Done>. W tym momencie współrzędne X..Y..Z.. z rys.13 zastąpione zostają przyrostami jak na rys.14.

Na potrzeby rysowania odcinków wpisujemy przyrosty zgodnie z rys.10. czyli:

-          DX=54 zatwierdzamy z klawiatury klawiszem <ENTER>;

-          DX=4 <ENTER>;

-          DX=45<ENTER>;

-          DX=17<ENTER;

-          DX=8<ENTER>;

-          DX=4<ENTER>;

-          DX=48<ENTER>;

-          DX=28<ENTER>.

Następnie przerywamy rysowanie dalszych odcinków naciskając klawisz klawiatury <ESC>.

Na koniec wybieramy z okna narzędziowego widoków -View Utilities polecenie Enclose wyświetlające całą poziomą linię w oknie edytora (działanie tego polecenia w innych programach typu CAD podobne jest do polecenia ZOOM ALL) rys.15.

Rys.15 Wywołanie polecenia Enclose

Po wydaniu polecenia Enclose, w celu wizualizacji końca odcinka poprzez znacznik X należy wydać polecenie z menu głównego:

View ® Display Switches

Po zaznaczeniu w oknie dialogowym wyświetlania końca odcinka poprzez znacznik X otrzymujemy widok jak na rys.16 (zamykamy okno dialogowe  klikając DONE w oknie dialogowym)

Rys.16 Widok ekranu edytora Superdraw po poleceniu Enclose i przy wyświetlonych znacznikach X końca odcinka

Proszę pamiętać o  częstym wykonywaniu zapisu:

File ® Save

KROK 3 – przypisanie cech rysunkowych do poszczególnych odcinków wałka a następnie ich podział.

Opis:

Chcąc zróżnicować średnice poszczególnych odcinków wałka należy przypisać różne cechy rysunkowe wg rys.9. Zróżnicowanie polega na przypisaniu cechy Layer o różnych numerach dla różnych odcinków modelu wałka (pozostałe cechy Surface i Part pozostawiamy bez zmian).

Wykonanie:

Odcinek 1 od lewej z rys.16 – cechy S=1,L=1,P=1 pozostawiamy bez zmian.

Zaznaczenie odcinka 2 (od lewej strony z rys.16) poprzez wskazanie LPM z okna narzędziowego selekcji (rys.17) narzędzia by point.

Rys.17 Okno narzędziowe Selection Tools

Następnie z menu głównego polecenie:

Modify ® Update Object Parameters®Layer Number

Z wyświetlonego okna dialogowego wybieramy numer 2 (kolor czerwony).

Cechy Layer odpowiednio przypisując numery 3,4,5,6,8,9 (numer 7 pomijamy z uwagi
na przypisany kolor biały do tego numeru), przyporządkowujemy do kolejnych odcinków modelu wałka w sposób opisany wyżej.

...