Международная студенческая олимпиада по компьютерным технологиям в машиностроении

Международная студенческая олимпиада ПРИМЕР 1

по компьютерным технологиям в машиностроении

Самарский Государственный Технический Университет

( 26-29 сентября 2006 г.)

Номинация: ANSYS

Конкурсное задание 1

Заклепочное соединение

Выполнить моделирование процесса формирования заклепочного соединения круглого диска 1 и втулки 2. Нижний торец заклепки осаживается вертикально вверх прессом без трения на величину 1 мм. Верхний торец заклепки опирается на абсолютно жесткую поверхность также без трения.

Заклепка изготовлена из медного сплава имеющего следующие свойства: модуль упругости Е=105 МПа, коэффициент Пуассона m=0.3. Пластичность – билинейная диаграмма деформирования с изотропным упрочнением (Mises Plasticity). Предел текучести sт=100 МПа, предел прочности sв=300 МПа, относительное удлинение при разрыве d = %). Диск и втулка изготовлены из упругого материала: модуль упругости Е=2.1*105 МПа, коэффициент Пуассона m=0.3.

При контактном взаимодействии учесть коэффициент трения между диском и втулкой u=0.1, между заклепкой и соединяемыми деталями u=0.15

Представить следующие результаты:

1.  Изображение сетки КЭ.

2.  Определить место и значение максимальных эквивалентных напряжений по Мизесу в диске и втулке в момент максимального осаживания пресса.

3.  Определить место и значение максимальных эквивалентных остаточных напряжений по Мизесу в диске и втулке после разгрузки.

4.  Определить место и значение максимальных эквивалентных остаточных пластических деформаций по Мизесу в заклепке.

5.  Построить изолинии эквивалентных напряжений и пластических деформаций по Мизесу (осреднение по узлам) для п. 2, 3,4.

6.  Построить эпюры остаточного контактного давления в контактных парах.

Полученные «картинки» изобразить в многооконном режиме и сохранить в рабочей папке в формате PNG.

Кроме этого необходимо сохранить:

- базу данных *.db

- базу данных, записанную в log-файл (*.lgw)

- файл *.mntr

2

1

Международная студенческая олимпиада ПРИМЕР 2

по компьютерным технологиям в машиностроении

Самарский Государственный Технический Университет

( 26-29 сентября 2006 г.)

Номинация: ANSYS

Конкурсное задание 2

Модальный и гармонический анализ фермы

1.  Выполнить модальный анализ фермы, изображенной на рисунке. Определить первые 5 собственных частот и форм колебаний.

2.  Определить отклик системы на периодическую силу F=F0sin(kt). F0 – амплитуда силы – 1000 Н. Диапазон изменения частоты силы k от 100 до 200 Гц.

Стержни фермы имеют круглое поперечное сечение и изготовлены из материала имеющего следующие свойства: модуль упругости Е=2.1*1011Па., коэффициент Пуассона m=0.3., плотность материала 7850 кг/м3.

Радиус поперечного сечения стержней – 0.01 м.

Длина первого и последнего пролёта фермы 2 м.

Длина среднего пролёта фермы 3 м.

Высота конструкции 2 м.

Представить следующие результаты:

7.  Изображение сетки КЭ с нумерацией узлов и элементов.

8.  Изобразить деформированную форму конструкции при колебаниях на каждой из 5 собственных частот.

9.  Построить зависимость перемещения UX узла фермы №6 от частоты приложенной силы.

10.  Для частоты, при которой перемещение UX узла фермы №6 максимально, построить эпюры напряжений в стержнях.

11.  Определить максимально растянутый и максимально сжатый стержень и величины напряжений в них.

Полученные «картинки» сохранить в рабочей папке в формате PNG. Текстовые данные (п. 5) также должны быть сохранены в соответствующих файлах.

Кроме этого необходимо сохранить:

- базы данных *.db

- базы данных, записанные в log-файл (*.lgw)

Международная студенческая олимпиада ПРИМЕР 3

по компьютерным технологиям в машиностроении

Самарский Государственный Технический Университет

( 26-29 сентября 2006 г.)

Номинация: ANSYS

Конкурсное задание 3

«Катапульта»

Квадратная пластинка размером 0.05х0.05 м. и толщиной 0.001м свободно расположена на конце другой пластинки размерами 1х0.02 м. толщиной 0.001м, левый край которой жестко закреплен (заделка).

В течении 1 сек. к верхнему краю квадратной пластинки прикладывается перемещение 0.005 м вертикально вниз, затем система отпускается, при этом длинная пластинка выпрямляясь «катапультирует» квадратную. Трением на контактных поверхностях пренебречь.

Обе пластинки изготовлены из материала имеющего следующие свойства: модуль упругости Е=2.1*1011Па., коэффициент Пуассона m=0.3., плотность материала 7850 кг/м3.

Выполнить 2 шага нагружения:

1.  Изгиб пластинки путем приложения к верхнему краю квадратной пластинки перемещения 0.005 м вертикально вниз. Рекомендуемые параметры: время - 1 сек., фиксированное число подшагов – 10.

2.  «Катапультирование» квадратной пластинки. Рекомендуемые параметры: время - 5 сек., начальное число подшагов – 10.

Представить следующие результаты:

12.  Изображение сетки КЭ.

13.  Построить изолинии эквивалентных напряжений по Мизесу (осреднение по узлам), для времени 1 сек.

14.  Создать анимацию всего процесса.

15.  Построить графики зависимости от времени следующих величин:

¨  Перемещение uy точки 1 (см. рисунок).

¨  Скорость Vy точки 1

6.  Определить максимальное перемещение и скорость точки 1 при свободном полете квадратной пластинки.

Полученные «картинки» сохранить в рабочей папке в формате PNG. Анимация также должна быть сохранена в соответствующем файле.

Кроме этого необходимо сохранить:

- базу данных *.db

- файл *.mntr