Пректування автомата бортикошліфувального. Міцнісний та динамічний аналізи його вузлів, страница 6

1.3.3 CalculiX

CalculiX – це пакет, призначений для вирішення багатьох проблем. Метод використовується метод скінчених елементів.

CalculiX – безкоштовний програмний пакет з відкритим кодом.

З CalculiX можна побудувати модель, провести розрахунок і провести пост-обробку. Пре-і пост-процесори є інтерактивним 3D-інструментом, який використовує OpenGL API. Розв'язувач здатний робити лінійні і нелінійні розрахунки. Можливі статичні, динамічні та теплові розрахунки. Обидві програми можуть використовуватися самостійно. Тому що розв'язувач використовує вхідний формат ABAQUS можна використовувати комерційні пре-процесори [10].

2 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧІ

2.1 Предмет дослідження і його функціональне призначення

Верстат мод. ХШ4-104Ф2Н121 призначений для обробки торця борта внутрішнього кільця підшипників 42726Л4М в автоматичному режимі за заданою програмою.

Верстат оснащений системою управління Sistems Q фірми "Mitsubishi", яка керує циклом роботи верстата і переміщенням бабки шліфувальної - координата "Х".

Принцип роботи.

На верхньому столі верстата встановлена бабка виробу із закріпленим на ній механізмом підведення-відведення заготовки, механізм завантаження-вивантаження деталей і прилад активного контролю (ПАК).

Шліфувальна бабка знаходиться під кутом до осі виробу і підводиться до виробу. Величина і швидкість переміщення шліфувальної бабки задаються оператором з пульта управління згідно з операційний карти на обробляєме кільце. Момент дотику обробляємого кільця об шліфувальний круг що обертається контролюється реле дотику, а досягнення заданого розміру обробки контролюється приладом активного контролю

Властивості матеріалів.

Сталеві елементи:

Модуль Юнга – 2.110 Па.

Коефіцієнт Пуассона - 0.3

Щільність – 7800 кг/м

Шліфувальний круг:

Модуль Юнга – 610 Па.

Коефіцієнт Пуассона - 0.2

Щільність – 8000 кг/м

Межа міцності: на розтягування - 300-500МПа, на стиск - 700-900МПа.

2.2 Ескіз досліджуємого об’єкту

Рисунок 2.1 - Ескізне креслення основної частини автомата бортикошліфувального (без електрообладнання, вентиляції, гідравлічного баку та огородження)

2.3 Параметри, які необхідно отримати в результаті дослідження.

Необхідно в програмному комплекті Pro/ENGINEER побудувати тривимірні моделі елементів автомата бортикошліфувального.

Провести розрахунок на статичну міцність шліфувального круга під дією інерційного навантаження та навантаження при упорі круга у шліфуємо поверхню.

Провести розрахунок перших власних частот та форм коливань шпинделя шліфувальної бабки із встановленими на нього фланцем шліфувального круга та шліфувальним кругом.

Провести аналіз отриманих результатів.

3 ТЕОРЕТИЧНІ ЗАСАДИ РІШЕННЯ

Задача визначення напружено-деформованого стану тіла

При рішенні завдань визначення напружено-деформованогостану основними співвідношеннями, що описують стан тіла, є повна система рівнянь теорії пружності, що складається з рівнянь рівноваги (3.1), геометричних співвідношень Коші (3.2) і фізичними співвідношеннями (Закон Гука) (3.3).

	(3.1)
	(3.2)
	(3.3)

У постановці завдання з використанням методу скінченних елементів, завдання визначення статичного стану конструкції має вигляд:

(3.4)

Матриця диференціальної жорсткості S формується з використанням чисельного інтегрування. Для скінченного елемента вона має вигляд:

(3.5)

де матриця  представляється в такий спосіб:

(3.6)

У вираження (3.6) входить матриця напруг , отримана в результаті розрахунку напружено-деформованого стану:

(3.7)

матриця деформацій у функціях форм СЕ:

.

(3.8)

Для моделювання тривимірних конструкцій у сучасних програмних комплексах використаються два сімейства скінченних елементів: тетраедри й шестигранні призми із плоскими або із криволінійними гранями.