24 października 2021


Tym razem chciałbym przedstawić sposób w jaki można przeprowadzić symulację metodą elementów skończonych połączenia rury z obejmą, z uwzględnieniem sytuacji, w której rura jest ściskania przez obejmę za pomocą śruby. Model MES był wykonany w Abaqus/CAE wersja 6.9.1, do przeprowadzenia symulacji wykorzystano moduł Abaqus/Standard również w wersji 6.9.1.


Antoni Skrobol

Każdy proces przeprowadzania obliczeń MES można podzielić na trzy główne etapy. Są to preprocessing czyli przygotowanie modelu MES do obliczeń, etap symulacji czyli wykonywanie obliczeń oraz postprocessing polegający na wizualizacji wyników symulacji, przygotowaniu raportu itp. Na kilku następnych stronach omówię, bardziej szczegółowo, działania jakie należy wykonać, aby przygotować model MES i z powodzeniem przeprowadzić symulację procesu ściskania rury, za pomocą skręcanej śrubą obejmy. Podejrzewam, że niniejszy artykuł może nie zainteresować doświadczonych inżynierów – ekspertów ds. MES. Jest on raczej skierowany do tych osób, które posiadają niewielkie doświadczenie w symulacjach i chciałyby poprawić swoje umiejętności przeprowadzając dosyć proste ćwiczenie wg wskazówek zamieszczonych w tekście. Niemniej jednak zachęcam również ekspertów do przekartkowania tekstu i spojrzenia na niego krytycznym okiem w poszukiwaniu miejsc, w których należałoby usprawnić i udoskonalić sposób przeprowadzania analizy MES. A więc do dzieła.
Zadanie nie jest trudne – należy zbudować model MES składający się z trzech części. Są to: rura, obejma w kształcie rozciętego walca oraz śruba. Wygląd tych części ilustruje rysunek 1.

Rys.-1.-Model-poddany-analizie_s
Rys. 1. Model poddany analizie

Pierwszy krok to stworzenie geometrycznych modeli części, które będą poddane analizie. Zacznijmy od rury. Jej długość wynosi 150 mm, średnica zewnętrzna 40 mm i grubość ścianki 3 mm. Została ona zamodelowana jako bryłowy model 3D za pomocą opcji „revolution” – obrót. Zarys jej przekroju osiowego, widoczny na rysunku 2b, został stworzony w szkicowniku i obrócony o 360° wokół osi. Drugą z kolei częścią jest trójwymiarowy model bryłowy obejmy. Tym razem, ponieważ geometria obejmy nie jest osiowosymetryczna, wykorzystałem opcję „extrusion” – wyciągnięcie. W szkicowniku stworzyłem zarys przekroju poprzecznego, który następnie „wyciągnąłem” na długość 50 mm w kierunku prostopadłym do płaszczyzny przekroju.
(…)
cały artykuł dostępny jest w wydaniu 3 (30) marzec 2010