Mogan Gh. L. Buzdugan I. D. Proiectarea dispozitivelor de remorcare auto. Universitatea Transilvania din Brașov

Ex.5.5 Verificarea elementelor 7, 8 și a legăturii 7-8 (țeavă- țeavă) cu FEA (ANSYS)

1. MODEL DE ANALIZĂ  ȘI  DATE DE INTRARE

Model de analiză

Schema de încărcare conform sistemului de coordonate XYZ al DRA

Modelul de analiză (FEA) cu ANSYS

Parametri geometrici conform ANSYS

Date de intrare

Forţe: F_X = 1500 N, F_Y = 300, F_Z = 700 N.

Momente: M_X7 = 75000 Nmm, M_Y7 = 452000 Nmm, M_Z7 = 33000 Nmm.

Parametri geometrici: L₇ = 115 (105) mm, L₈ = 85 (95) mm; L_7-8 = 60 mm; h₇ = 50 mm, t₇ = 5 mm h₈ = 60 mm, t₈ = 5 mm;

Material: S235, oţel de uz general sudabil.

Restricții de funcţionare: temperatura, T = (-30…40) ^oC.

Parametri asociați modelului ANSYS

Forţe: F_x = F_Y = 300 N, F_y = -F_Z = -700 N, F_z = F_X = 1500 N.

Momente: M_x = M_Y7 = 452000 Nmm, M_y = M_Z7 = 33000 Nmm; M_z = -M_X7 = -75000 Nmm.

Parametri geometrici: H_e = 60 mm, V_e = 60 mm, H = 50 mm, V = 50 mm, H_i = 40 mm, V_i = 40 mm; FD1= 30 mm și FD4 = 55 mm pentru Body2; FD1= 85 mm și FD4 = 30 mm pentru Body1.

Material: S235, oţel de uz general sudabil cu σ_at = σ₀₂/c = 235/1,3 = 180 MPa (deoarece modelul FEA este mai precis s-a adoptat valoarea coeficientului de siguranță, c = 1,3, mai mică decât în cazul modelelor de proiectare clasice, mai imprecise); tensiuni admisibile de contact: σ_as = 90 MPa, tensiunea normală admisibilă la strivire oțel-oțel, τ_as = 45 MPa, tensiunea tangențială admisibilă la strivire oțel-oțel

Vizualizarea zonei de rezemare (încastrare) și a forțelor și momentelor de încărcare

¿

¿

¿

2. REZULTATE

Vizualizarea forțelor din zona de reacțiune

¿

¿

Vizualizarea deplasărilor

¿ ® apare modelul.

Vizualizarea tensiunilor

Vizualizarea tensiunilor echivalente pe modelul global

¿ ® ¿ (marcare valori locale ale tensiunii în puncte) ® [se va deplasa cursorul și apoi marca cu ¿ punctul de pe model în care se va indica valoarea tensiunii]; pentru ștergerea valorii locale: ¿ (Label) ® [se va activa valoarea cu ¿ și apoi se apasă tasata Delete];

Vizualizarea tensiunilor echivalente pe modelul țevii 7

¿

Vizualizarea tensiunilor echivalente pe modelul țevii 6

¿

Vizualizarea presiunilor și tensiunilor din zonele de contact

Vizualizarea presiunilor pe suprafețele de contact

¿® ¿

Vizualizarea tensiunilor tangențiale (de frecare) pe suprafețele de contact

® ¿

3. VERIFICĂRI

Verificare la deformații

δ ≤ δ_a; 0,06 ≤ 5 mm (se verifică).

Obs. Valoarea săgeții admisibile se impune din condiții de funcționare.

Verificarea tensiunii echivalente (von Mises)

σ_{ech_max} ≤ σ_at; 54,246 ≤ 132 MPa (se verifică),

unde σ_{ech_max} reprezintă maximul tensiunilor echivalente din fig. de mai sus.

Verificarea presiunii normale de contact

p_max ≤ σ_a3; 21,33 ≤ 70 MPa (se verifică),

unde p_{_max} reprezintă maximul presiunii din fig. de mai sus.

Verificarea tensiunii tangențiale de contact

τ_max ≤ τ_as; 2,92 ≤ 40 MPa (se verifică),

unde, τ_max reprezintă maximul tensiunii tangențiale de contact (fictional stress) din fig. de mai sus, τ_as – tensiunea tangențială admisibilă de contact