Цель оптимизации - определение конструктивного облика диска, с минимальной массой с ограничениями по величинам местных запасов прочности и запасов по разрушающей частоте вращения.
Оптимизировать и проводить необходимые расчёты прочности мы будем в ANSYS Workbench (для оптимизации используется модуль (ANSYS DesignXplorer).
На первом этапе происходит расчёт исходной конструкции (модель строится уже сразу параметрической) и определение запасов прочности и массы (не забывайте, что осью вращения должна быть ось Y).
После проведения всех необходимых задач для конструкции "кандидата" необходимо определить запасы прочности (по меридиональному и набору цилиндрических сечений). Более подробное описание можно найти по ссылке.
Рисунок 1. Пример оптимизации диска (эскиз до и после).
Видео записи с экрана пользователя при оптимизации диска (Disk_calculation.avi) может скачено по ссылке. Внизу страницы находится макрос для определения величин минимальных запасов длительной статической прочности и циклической долговечностти в Workbench.
Для расчёта величины запаса по разрушающей частоте вращения воспользуйтесь ссылкой.
Потренироваться можно на примере оптимизации крюка, нагруженного силой. По ссылке можно скачать руководство и необходимые для выполнения этой задачи файлы.
!____________Запас длительной статической прочности. Сплав ЭП... на 2000 ч.
*del,all
allsel,all
save,,,,model
/post1
SET,LAST
!*
TALLOW,200.0,300.0,400.0,500.0,600.0,700.0
SALLOW,1366.9,1353.9,1340.9,1274.4,1013.2,686.1
!*
SFACT,1
/GRAPHICS,FULL
plnsol,s,eqv
/ANG,1,90,ZS,1
/AUTO,1
plnsol,s,eqv
NSORT,S,EQV
*GET,my_KmMin,SORT, ,min
allsel,all
RESET
!____________Запас по МЦУ_____________________
!ступица
cmsel,s,Stup
plnsol,EPTO,EQV
NSORT,EPTO,EQV
*GET,Strain1,SORT, ,max
allsel,all
N1=-(5.21534*log10(Strain1*100))+3.79989
N1=10**N1
allsel,all
RESET
!галтель нижняя
cmsel,s,Galtel1
plnsol,EPTO,EQV
NSORT,EPTO,EQV
*GET,Strain1,SORT, ,max
allsel,all
N2=-(8.0392*log10(Strain1*100))+3.4006
N2=10**N2
allsel,all
RESET
!галтель верхняя
cmsel,s,Galtel2
plnsol,EPTO,EQV
NSORT,EPTO,EQV
*GET,Strain1,SORT, ,max
allsel,all
N3=-(8.6797*log10(Strain1*100))+2.7985
N3=10**N3
allsel,all
My_Kn=min(N1,N2,N3)/4000