Задание на проектирование

1. Спроектировать расчетную схему козлового крана по заданным параметрам.

2. Нагрузить конструкцию, подобрать поперечные сечения несущих элементов крана и произвести расчет на несущую способность с получением оптимального коэффициента запаса прочности.

a= 2 м;

b= 1,2 м;

c= 30 м;

d= 42 м;

e= 35 м;

h= 1,2 м;

Грузоподъемность - 10 т.

Коэффициент запаса прочности >2.

Содержание проекта

1. Проектирование и расчет методом конечных элементов трехмерных конструкций в среде APM Structure3D.	4
2. Основные сведения о методе конечных элементов.	5
3. Создание объемной расчетной схемы.	6
4. Расчетные параметры модели	6
5. Список поперечных сечений	10
6. Суммарные реакции	12
7. Напряжение в стержне (макс.)	12
8. Реакции в опоре	12
9. Выводы	13
10. Литература	14
Приложение 1 – Карты результатов расчета	15-16

1. Проектирование и расчет методом конечных элементов трехмерных конструкций в среде apm Structure3d.

Повышение качества создаваемого механического оборудования и конструкций необходимо связывать, прежде всего, с уменьшением их веса и стоимости, повышением надежности и улучшением ряда других характеристик. В настоящее время актуальна проблема сочетания в процессе проектирования двух взаимоисключающих тенденций: экономии материала, с одной стороны, и обеспечение требуемых прочностных характеристик конструкции, с другой стороны.

Все это можно обеспечить за счет использования современных компьютерных технологий. Сегодня невозможно создать качественное, надежное и конкурентоспособное оборудование без всестороннего инженерного анализа проектируемых объектов с помощью современных программных средств и принятия на его основе грамотных конструктивных решений. Под инженерным анализом понимается, прежде всего, исследование напряженно-деформированного состояния моделей проектируемых конструкций, получение их динамических характеристик и характеристик устойчивости при постоянных и переменных режимах внешнего напряжения.

Наиболее эффективным приближенным методом решения такого класса задач является метод конечных элементов (МКЭ). Для полноценного конечно-элементного анализа необходимо:

1. изобразить модель проектируемого объекта в трехмерном пространстве;

Трёхме́рное простра́нство — геометрическая модель материального мира, в котором мы находимся. Это пространство называется трёхмерным, так оно имеет три измерения — высоту, ширину и длину, то есть трёхмерное пространство описывается тремя единичными ортогональными векторами.

В аналитической геометрии каждая точка трёхмерного пространства описывается как набор из трёх величин — координат. Задаются три взаимно перпендикулярных координатных оси, пересекающихся в начале координат. Положение точки задаётся относительно этих трёх осей заданием упорядоченной тройки чисел. Каждое из этих чисел задаёт расстояние от начала отсчёта до точки, измеренное вдоль соответствующей оси, что равно расстоянию от точки до плоскости, образованной другими двумя осями.

2. провести разбиение модели на конечные элементы;

3. выполнить весь комплекс необходимых вычислений;

4. визуализировать полученные результаты и корректно интерпретировать их с целью принятия правильных конструкторских решений.

МКЭ реализован в таких известных и широко распространенных программных продуктах, обеспечивающих прочностной расчет моделей конструкций, как ANSYS, NASTRAN, COSMOS и некоторых других. Мы будем решать поставленные задачи с помощью модуля конечно-элементного анализа APM WinMachine (АПМ – Автоматизированное проектирование машин.)