1

НТУ “ХПІ”Кафедра «ТММ і САПР»

Моделювання напруженно-деформованного стану блока

циліндрів гідрооб`ємної передачі.

Харків 2010

Виконала: студентка групи ТМ-84Б Жидкова О.В.Науковий керівник: мнс Мартиненко О.В.

2

Мета роботи: Провести розрахунки впливу натягу

втулок на напружено-деформований стан, який моделюється: температурою, контактною взаємодією.

Послідовність виконання: створити трьохвимірну модель корпусу

гідронасосу в комплексі SolidWorks 2008; створити скінчено-елементну модель

корпусу гідронасосу в комплексі ANSYS 12; провести дослідження.

3

Актуальність роботи: Переваги гідравлічних передач:

висока потужність, що передається; малі відносні габарити; безступінчасте регулювання швидкостей.

Альтернативи для ГОП у колісних і гусеничних машинах, які експлуатуються у важких умовах нема.

Інші країни виробники ввели ГОП у трансмісіі своїх машин.

4

Досліджувана конструкція:ГОП-900 – зовнішній вигляд

Розробник: НДІ «Гідропривод» Замовник: ХКБМ ім. А.А.Морозова

Призначення:безступінчасте регулювання швидкості пересування і повороту транспортного засобу

5

Побудова моделі

Матеріал – Сталь 20X2H4A модуль пружності 2.1e11 Па; коефіцієнт Пуассона 0.28 ; густина 7850 кг/м3; коефіцієнт лінійного

температурного розширення 10-5; межа витривалості 1270МПа.

6

Побудова моделі

7

Трьохвимірна модельу SolidWorks

8

Метод скінчених елементів Елемент для вирішення задач

теорії пружності

де - матриця жорсткості

RK K - вектор вузлових

переміщень

R- вектор навантажень

9

Метод скінчених елементів

Схема контактної взаємодії елементів CONTA174 і TARGE170

Елементи для вирішення контактної задачі

10

Моделювання натягу температурою

• 224 822 елемента• 337 123 вузла

Жорсткезакріпленняповерхні

Температуранатягу довтулки

11

Результати - напруження 50 градусів, 0,03 мм

Max 174 MПa

300 градусів 0,18 мм

Max 1030 MПa

12

Результати - напруження Максимальні напруження для скінчено-

елементної моделі насоса, в залежності від температури.

13

Тестова контактна задача

20 327 елемента 30 050 вузла

Жорсткезакріпленняповерхнізсередини

Сіметріяпо поверхнірозрізу

Тиск 6 МПа

Контактнапара

14

Результати - напруження Поршень

Max 16 MПa

Втулка

Max 21,8 MПa

15

Результати - напруження Максимальні напруження, в залежності

від положення поршню.

16

Моделювання натягуконтактною задачею

• 122 800 элементів• 245 000 вузлів

Жорстке закріпленняповерхні болтівкріплення

Зміщенняконтактноїповерхні втулкивідносно поверхнікорпусу

17

Загальна картина розподілу переміщень та напружень

Переміщення

Напруження

18

Результати - напруження Максимальні напруження, в залежності від

натягу.

19

Перевірка збіжності

%4%100538

538560%100

2/1

2/11 UUU

20

Розрахунок витрат на НДР

25.152№ Стаття витрат Методика розрахунку

Сума, грн

1 Основна зарплата за штатним розкладом

Табл. 1 7 800,00

2 Відрахування в бюджет Пункт 3.2 2 870,40

3 Витрати на матеріали Табл. 2 384,00

4 Витрати на електроенергію Пункт 3.4 15 225,00

5 Амортизаційні відрахування Пункт 3.8 1 500,00

6 Орендна плата Пункт 3.9 11 250,00

Всього 23 956,65

21

Перелік небезпечних і шкідливих чинників

№ Найменування чинників Джерела їх виникнення Характер дії

1 Наявність шуму, вібрацій Принтер Негативно позначається на органах слуху. Підвищує стомлюваність

2 Недостатня освітленість Стан систем природного і штучного освітлення Шкодить органам зору

3 Несприятливий мікроклімат Стан систем опалювання і вентиляції Страждають дихальні шляхи, шкірні покриви

4 Електромагнітне випромінювання, у тому числі рентгенівське

випромінювання

Монітор ЕОМ, системний блок, електропроводка живлячої мережі ЕОМ, ЕЛТ

Шкодить всьому організму. Вірогідність онкозахворювань

5 Фізична втома Перенапруження зорового аналізатора, статичність і незручність пози

Розвиток кістково-м'язових захворювань

6 Пожежонебезпечність приміщення Наявність горючих матеріалів і джерел спалаху Гіпотетична небезпека опіків

7 Статична електрика Діелектрична поверхня екрану дисплея, ЕЛТ Можливий електричний удар

8 Іонізація повітря Рентгенівське випромінювання і статична електрика

Порушення кисневого балансу

9 Висока електрична напруга, 380/220В Струмопровідні частини ПК, що живить мережу ЕОМ, роз'єми

Небезпека ураження електричним струмом

10. Нервово-психічні перенавантаження Складність виконуваної роботи Підвищена стомлюваність

11. Статичне навантаження Постійна робоча поза Захворювання опорно-рухового апарату

12. Перенапруження зорового аналізатора Особливості технологічного процесу Розвиток захворювань очей

13. Емоційні навантаження Особливості технологічного процесу Стрес

22

Висновки Розроблені трьохвимірні моделі

гідронасосу в комплексах SolidWorks та ANSYS.

Проведено розрахунки впливу натягу втулок, який моделюється температурою, контактною взаємодією.

Розроблені додаткові частини з: економіки, охорони праці і навколишнього середовища, цивільної оборони.

23