Расчёт на прочность в SolidWorks
13 декабряНа сайте установлен Orphus. Если вы обнаружили ошибку,то выделите её и нажмите CTRL+ENTER
Расчёт рейки на прочность в SolidWorks
Требуемое ПО: Solid Works, Simulation
Прежде чем что-то расчитывать необходимо провести ряд предварительных подготовок:
- изготовить рейку;
- определить характеристики материала;
- произвести расчёт;
- провести эксперимент.
Определение материала
Первое было уже сделано, поэтому, сразу начнём расчитывать характеристики материала, из которого она изготовлена.
Карбоновая рейка изготовлена из углеволокна (ровинга) Tenax® STS40 F13 24K 1600tex и эпоксидной смолы LR 285. Объемное содержание смолы и ровинга 50/50. После Изготовления рейка прошла термостатирование при температуре 60оС в течении 12 часов. Геометрические размеры рейки 12*3,5*500 (с «гулянием» по толщине»). Рейка с одной стороны жёстко закреплена, нагрузка действует на противоположную заделке сторону.
Механические и физические характеристики смолы и волокна указаны в таблицах ниже.
Потому как рейка не является 100% или смолой, или волокном, то необходимо пересчитать характеристики для готовой рейки. Модуль упругости и предел прочности однонаправленного композита вдоль направления армирования (укладки волокон) может быть рассчитан по правилу смеси:
где Ef – модуль волокна; Em – модуль связующего; Vf , Vm – относительное объемное содержание волокон и связующего, соответственно. Получаем следующие данные.
Проведение расчёта в SolidWorks
Считаем, что 3D модель у нас уже есть. Она простая, в принципе .
Расчёт детали сводится к:
- настройке материала;
- установки способов крепления;
- определении сил;
- создании сетки;
- запуску расчёта.
В настройках материала необходимо создать свой новый материал и применить расчитанные ранее характеристики материала.
Потом создаём новое исследование (статическое).
Выбираем способ крепления детали. В данном случае – жёсткое крепление с одной стороны.
Силы. Первое, что необходимо учитывать – это всемирное тяготение. Выбираем направление силы тяжести, а также нагрузку, которая будет действовать на рейку.
Строим сетку.
Осталось нажать запуск для расчёта.
Собственно, на этом расчёт в SolidWorks закончен. Необходимо проанализаровать полученный результат и сравнить с реальными испытаниями.
Анализ результатов.
Опыт первый. Масса груза 0,159 кг. Картинки ниже – реальное смещение крайней точки и расчётное.
Без нагрузки
С нагрузкой 0,159 кг. (перемещение составило 13,5 мм). При расчёте с аналогичной нагрузкой смещение получено 13,4 мм.
С нагрузкой 0,244 кг. (перемещение составило 20,5 мм). При расчёте с аналогичной нагрузкой смещение получено 20 мм.
Таким образом, полученные погрешности считаю неточностью считывания показаний со средств измерения. Эксперименты можно продолжать

Здравствуйте Сергей. Приятно ощющается Ваш восторг от полученного опыта.Но Ваш пост, это предложение скинуть этот инструмент или Вы готовы
посчитать что либо? Я вот имею SKAD кракнутый, могу поделится,но сам его никак не освою , то ли туплю ,то ли там чегото не хватает , правда он (SKAD)строительный и там конструкции и т.д.
Ну а по поводу расчётов ,не обольщайтесь.Вы расчитали статическую нагрузку
в одной оси простой балки в жесткой заделке. А если нагрузка динамическая и не постоянная,и меняется ось воздействия? Так что интерполируйте и коэффициентик надёжности 0.8 и будет Вам счастье.
А вообще молодец.
С уважением Дмитрий.
Здравствуйте, Дмитрий. До написания статьи мне самому было интресено проверить возможности SolidWorks ну и свои
. Когда получились вполне одинаковые результаты, то и решил поделиться с народом, так сказать. Расчитывал именно статическую нагрузку статическую нагрузку в одной оси простой балки в жесткой заделке т.к. это наиболее доступно мне было для проверки. Можно было бы использовать разные виды заделки и нагрузки. Ещё интересно то, что расчётов использовал не изотропный материал (например, сталь, стекло и т.п.) а ортотропный (дерево, углепластик и т.п.). Единственное, что для такоего материала не определить запас прочности, потому как нет однозначного критерия прочности, ну, или я его не знаю
это как ?
Материал полезный, с точки зрения проверки корректности солида. По поводу коэффициента надежности, если мне не изменяет память, в сопромате принято для расчета сечения балки, ее прочность в данном направлении брать с 10 кратным запасом. Или 20%, как предлагает Дмитрий. Это, в расчетах, применяем предел прочности материала в заданном направлении меньшим в n раз, тем самым обеспечивая запас. Ну и нагрузка на балку редко бывает сконцентрирована в одной точке, чаще, все же, распределенная (применительно к моделизму). d3838d
Так это и есть запас прочности. Для дюраля, например, критерием определением запаса прочности является предел текучести (это то макксимальное «усилие» при котором материал после действия силы возвратится в
своё первоначальное положение). Собственно, на модели в процессе прасчёта определяется максимальное напряжение, исходя из этого и расчитывается предел прочности.
Это один из критериев определения предела прочности ( он так и называется: по максимальному напряжению). В солиде их несколько. Для композитных изделий критерии свои, для хрупких изделий тоже свои.
Да, так и есть. Только:
расчетный предел прочности = Изгибающий момент / Момент сопротивления и он должен быть
Момент сопротивления = Изгибающий момент / [предел пр.] ну, а далее находим сечение, необходимое и достаточное.
Данный расчет для статических систем. Динамика немного отличается.
Половина сообщения пропала… «должен быть меньше [предел пр.] равный предел прочности в данном направлении (справочный) / коэффициент запаса. Следовательно: Момент сопротивления = ….»
Хватит заниматься ерундой!!! Иди делай цоколь у кухни!!!
Вопрос.
Можно ли сделать модель
Шезлонги-качалки из коробна с целью уменьшения веса до <1кг.
А то решение прикольное, но вес 9 кг, убивает, удобство мобильности и транспортировки, что скажете?
http://www.znaikak.ru/design/pic/visred/kacalka.jpg
Иванов Сергей:
Если такое чудо карбон не выдержит, может быть можно сделать что то подобное
http://mebli.od.ua/wp-content/uploads/2011/02/0114.jpg
Что думаете?
Иванов Сергей:
а как по графику понять что перемещение составило 20,5 мм?
С уважением Konuzelev@mail.ru
Так там слева есть индикатор (цветная шкала). Красным помечено самое большое перемещение и цифра напротив.
Извините я невежу 20,5 мм
А вижу 1,995 е+001
Это надо как то считать?
Что такое е? что за +001
Спасибо!!!!!!!
считать это надо так:
1,995 е+001 = 1,995 * 10(в степени 001) = 1,995*10= 19,95 мм
Спасибо за разъяснения!!!!!!!!
Спасибо за Статью!!!!!!!