Требовалось провести расчет на прочность рамы полувагона под действием распорных и вертикальных нагрузок.

Были использованы балочные конечные элементы.

Конечно-элементная модель:

Часть поперечных сечений — нестандартные и создавались вручную. Некоторые балки имеют непостоянное сечение по длине.

К балкам были приложены равномерно и неравномерно распределенные нагрузки.

Результат расчета напряжений:

Анализ результатов показал, что максимальные напряжения (интенсивность по Мизесу) меньше допускаемых.

 

Рассматривается колесная ось железнодорожного поезда.

К оси прикладывается вес соответствующей части вагона.

Требуется определить распределение коэффициентов интенсивности напряжений К1, К2, К3 в вершине трещины в середине оси.

В силу симметрии моделировалась половина колесной пары.

 

Конечно-элементная модель:

        

 

Результаты:

Рисунок 1 — Распределение напряжений, МПа

 

 

Постановка задачи

Рассматривается 2 вида компактных образца с трещинами: с «вырезкой» и без нее.

Нагрузка — сила 1000 Н, действующая на серединный узел круглого захвата.

Определить коэффициент интенсивности напряжений в вершинах трещин.

 

Результат:

Проведены расчеты компактного образца, получены значения K1 для различных длин трещин.

Образец с вырезкой:

        

Образец без вырезки:

       

 

 

В данной работе были выполнены механические расчеты работы модели переходника технологического канала в условиях эксплуатации при работе на номинальной мощности, а также при испытаниях на плотность и гидропрессовке.

 

Постановка задачи

Цель работы: смоделировать НДС переходника под действием давления и температурной нагрузки в упруго-пластической постановке.

Расчет выполнен в упруго-пластической постановке.

 

Расчетная схема

Была использована осесимметричная схема задачи.

Схема осесимметричной модели переходника представлена на рис.1:

Рис.1. Схема модели переходника

 

Конечно-элементная модель

Для решения задачи был написан макрос, с помощью которого можно параметризовать входные данные расчета.

Модель построена из осесимметричных квадратичных элементов – рис.2, 3:

Рис.2. Осесимметричная конечно-элементная модель переходника

 

Рис.3. ½-разворот осессимметричной модели

 

Начальные и граничные условия

Предполагалось, что при температуре 600 ºC напряжения полностью релаксируют. Далее происходит охлаждение до температуры 20 ºC. Напряжения, полученные для этого состояния, являются остаточными напряжениями.

Была задана пошаговая схема нагружения, состоящая из четырех шагов нагрузки:

• Шаг 1. Моделирование остаточных напряжений.

Температура модели изменялась непрерывно от 600 ºC до 20 ºC.

• Шаг 2. Работа на номинальной мощности с учетом остаточных напряжений.

Подъем температуры до 268 ºC, внутреннее давление – 7,89 МПа.

• Шаг 3. Испытания на плотность.

Снижение температуры до 20 ºC, увеличение внутреннего давления до 8 МПа.

• Шаг 4. Условия при гидропрессовке.

Увеличение температуры до 130 ºC, увеличение внутреннего давления до 10,09 МПа.

Во всех случаях предполагалось, что температура распределена равномерно по модели.

Модель закреплялась по окружности внутренней нижней кромки (рис.1).

 

Результаты расчета

Размерность напряжений в распределениях – МПа, в деформациях – единицы. Положительные напряжения – растягивающие напряжения, отрицательные – напряжения сжатия.

Обозначения на рисунках 4-6:

• σ_{x max –} максимальные радиальные напряжения,
• σ_{y max} – осевые напряжения,
• σ_{z max} – максимальные окружные (тангенциальные) напряжения,
• σ_{i max} – максимальная интенсивность пластических напряжений по Мизесу,
• ε_{pi max} – максимальная интенсивность пластических деформаций по Мизесу.

Рис. 4. Распределение интенсивности напряжений по Мизесу

Рис.5. Распределение осевых напряжений

 

Рис.6. Распределение окружных напряжений