Международная олимпиада по компьютерным технологиям в

Международная студенческая олимпиада
по компьютерным технологиям в машиностроении
Самарский Государственный Технический Университет
( 26-29 сентября 2006 г.)
Номинация: ANSYS
ПРИМЕР 1
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 =0.3. Пластичность –
билинейная диаграмма деформирования с изотропным упрочнением (Mises
Plasticity). Предел текучести т=100 МПа, предел прочности в=300 МПа,
относительное удлинение при разрыве  = 0.4 (40 %). Диск и втулка
изготовлены из упругого материала: модуль упругости Е=2.1*105 МПа,
коэффициент Пуассона =0.3.
При контактном взаимодействии учесть коэффициент трения между
диском и втулкой =0.1, между заклепкой и соединяемыми деталями =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
1
2
Международная студенческая олимпиада
по компьютерным технологиям в машиностроении
Самарский Государственный Технический Университет
( 26-29 сентября 2006 г.)
Номинация: ANSYS
ПРИМЕР 2
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 =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
по компьютерным технологиям в машиностроении
Самарский Государственный Технический Университет
( 26-29 сентября 2006 г.)
Номинация: ANSYS
ПРИМЕР 3
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 =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
Точка 1
- файл *.mntr