Поздравляем! Вы завершили данное упражнение.

Как смоделировать практически все.

АВТОРСКОЕ ПРАВО © 2014, PTC INC.

Уведомление о правах

Все права защищены в соответствии с законодательством об авторском праве США, Великобритании и других стран. Разрешается воспроизводить и передавать в любой форме (электронной, механической, копированием, аудиозаписью или в любой другой) все части данного курса/урока только в целях информирования или обучения.

Ссылки на все торговые марки и знаки должны присутствовать при полном или частичном воспроизведении.

Это разрешение не распространяется на воспроизведение или использование логотипа PTC в любой форме (электронной, механической, копированием, аудиозаписью или иной), за исключением случаев воспроизведения или использования данного учебного пособия.

ТОРГОВЫЕ МАРКИ

PTC, PTC логотип, PTC Creo, PTC Mathcad, PTC Windchill, все названия продуктов PTC и логотипы являются торговыми марками или зарегистрированными торговыми марками PTC и / или ее дочерних компаний в США и в других странах.

БЛАГОДАРНОСТЬ

Этот набор учебных пособий был написан и разработан Академической группой PTC, в состав которой входили доктор Джордан Кокс, Крис Карр, Марк Чели, Айора Берри, Адам Хаас, Марк Фишер и Лаврентий Олтеану. Многие упражнения были протестированы и усовершенствованы благодаря усилиям преподавателей, участвующих в программе Массачусетского Сертификата STEM.

Перевод с английского языка и адаптация курса выполнены Алексеем Аксеновым и сотрудниками компании ИРИСОФТ (Санкт-Петербург, Россия) при поддержке Дмитрия Орлова (PTC Inc.)

Расчет напряжений

Введение

Одним из наиболее важных аспектов в моделировании деталей и изделий является уверенность в том, что отдельные компоненты и соединения выдержат нагрузку. Одной из наиболее важных величин для определения этого является напряжение материала. Напряжение можно рассмотреть, как реакцию на силу, примененную к площади. Если напряжение в материале слишком велико, он сломается. Для каждого материала есть свой предел максимального напряжения.

Другой важной мерой для запоминания является полное смещение. Смещение – это расстояние, на которое подверженный нагрузке материал сгибается или сдвигается. Если материал сгибается слишком сильно, он ломается.

К счастью, PTC Creo Simulate позволяет быстро и легко проанализировать напряжение и смещение модели под нагрузкой. Это позволит нам предсказать, как будет функционировать модель, до того, как она будет построена из реальных материалов.

Давайте начнем с анализа крюка робота и определим, как он будет реагировать на поддержку веса робота.

1. Запустите PTC Creo Parametric, дважды щелкнув по значку, или перейдите в меню Пуск, найдите ярлык PTC Creo Parametric, и выберите его.

2. На вкладке Начало, группа Данные, щелкните Выберите рабочую папку Как вы помните, это позволяет установить папку, которую PTC Creo Parametric будет использовать для открытия и сохранения файлов.

3. Перейдите к папке How to Model Almost Anything: · Дважды щелкните по папке «FTC_Robot». · Нажмите OK.

4. На вкладке Начало щелкните Открыть • Дважды щелкните на 0_ftc_robot.asm.

5. На панели инструментов для работы с графикой: • Нажмите Фильтры показа опорных элементов и отключите отображение всех опорных элементов.

Перед тем как мы сможем перейти к анализу нагрузки крюка, нужно определить общую массу робота. 6. На вкладке Анализ, нажмите Массовые свойства.

7. В диалоговом окне Массовые свойства нажмите Предварительный просмотр,чтобы расcчитать размеры модели. Обратите внимание, что Creo автоматически высчитывает объем, площадь поверхности, массу и многие другие свойства модели. Заметьте, что масса робота равна 1.96 килограммов. Мы используем это значение для определения нагрузки на крюки. 8. Нажмите OK.

9. В дереве модели щелкните правой кнопкой на HOOK.PRT и выберите Открыть. Вы открыли модель детали крюка, и теперь сможете произвести анализ напряжения.

10. На вкладке Приложения, нажмите Simulate. Инструмент PTC Creo Simulate является виртуальной лабораторией, которая позволяет применять к модели силы, ограничения и материалы и анализировать реакцию.

Если будет предложено, нажмите OK и войдите в Simulate Lite. Проводник процесса проведет нас по установке симуляции. В противном случае, на вкладке Начало, группа Настройки, нажмите Настройка модели, подключите Simulate Lite и нажмите OK. 11. В диалоговом окне Проводник процессанажмите Materials (материалы)иаssign (Назначить). Обратите внимание, что для этой детали уже был назначен материал. Чтобы изменить используемый материал, нажмите Дополнительно… 12. В диалоговом окне Назначение материала нажмите OK.

13. В диалоговом окне Проводник процессанажмите Далее,затем constraints (ограничения). Ограничения применяются к частям модели, чтобы зафиксировать их неподвижном состоянии. В нашем случае необходимо симулировать крюк, висящий на стержне, поэтому мы установим ограничения на его внутренние поверхности. 14. В диалоговом окне Менеджер ограниченийнажмите Создать ограничение смещения.

15. В графической области щелкните левой кнопкой, чтобы выбрать показанную поверхность. 16. В диалоговом окне Ограничениеубедитесь, что всем направлениям перемещений задан параметр Фиксированный.   Это означает, что ограничение не даст модели двигаться в какую-либо сторону.   17. Нажмите OK.

18. Повторите шаги 14 – 17, чтобы задать еще одно ограничение для изогнутой поверхности, изображенной справа. 19. В диалоговом окне Менеджер ограниченийнажмитеЗакрыть.

20. В диалоговом окне Проводник процессанажмите Далее,затем loads (нагрузки). Нагрузки используются, чтобы симулировать силу, приложенную к объекту. В данном случае силой будет вес робота. 21. В диалоговом окне Диспетчер нагрузокнажмите Создать нагрузку силой/моментом.

22. В графической области выберите нижнюю плоскую поверхность крюка. 23. В диалоговом окне Нагрузка сила/моментвведите - 9,6138в поле Y- Компонента. Это половина веса робота. Так как робот симметричен и будет висеть на двух крюках, мы можем распределить вес между ними поровну. Вес можно найти путем умножения массы нашего робота (1.96 кг) на ускорение свободного падения (9.81 м/с2). 24. Нажмите OK. 25. Закройтедиалоговое окно Диспетчер нагрузок.

Вес на самом деле является силой. Чтобы найти вес, нужно умножить массу объекта на ускорение свободного падения (9.81 м/с²).

26. В диалоговом окне Проводник процессанажмите Далее. 27. Нажмите Run, чтобы запустить анализ. 28. Когда анализ завершится, нажмите Закрытьв диалоговом окне Диагностика.

29. В диалоговом окне Проводник процессанажмите Далее,затем results (результаты). Результаты анализа будут отображены на экране. Откроется три различных окна: Напряжение по фон Мизесу (von Mises Stress), Смещение (Displacement), и Максимальное главное напряжение (Max Principal Stress). Они содержат цветовое кодирование и анимацию, которые показывают слабые точки и движение крюка под нагрузкой.

Обзор

Теперь, когда вы узнали о PTC Creo Simulate, давайте вспомним, какие шаги и операции вы выполнили:

1. Узнали о напряжении и смещении в модели (страница 2).

2. Узнали о том, как рассчитывать массу и объем модели (шаги 1-8).

3. Узнали, как перенести модель в Creo Simulate (шаги 9-10).

4. Узнали, как задавать материал модели (шаги 11-12).

5. Узнали об ограничениях и как применять их к модели (шаги 13-19).

6. Узнали, как рассчитывать нагрузки и применять их к модели (шаги 20-25).

7. Вы провели анализ и просмотрели результаты (шаги 26-29).

Теперь, когда вы научились настраивать анализ, давайте займемся еще одним анализом, с использованием другого вида нагрузки. Нагрузка давлением может быть использована, чтобы симулировать давление на поверхность газов и жидкостей.

1. На вкладке Начало, группа Данные, щелкните Выберите рабочую папку 2. Перейдите к папке How to Model Almost Anything: · Дважды щелкните на папку «Pressure_Tank». · Нажмите OK 3. На вкладке Началонажмите Открыть: · Дважды щелкните на «tank.prt»

Мы используем эту модель, чтобы симулировать емкость для хранения пропана, находящийся под давлением, вдвое превышающим рекомендованное. Это позволит увидеть, что случится, если мы перегрузим емкость. 4. На вкладке Приложения, нажмите Simulate.

5. Используйте диалоговое окно Проводник процесса,чтобы проверить материал модели. Из какого материала сделана емкость?

6.	Исследуйте ограничения модели. Обратите внимание, что плоская поверхность дна емкости ограничена по всем направлениям и не может двигаться.
7.	Проверьте нагрузки модели.
8.	В диалоговом окне Диспетчер нагрузокнажмите на каждую отдельную нагрузку, чтобы увидеть ее. Обратите внимание, что давление нагрузкой действует на внутренние стенки емкости. Нагрузки установлены в размере 500 psi (фунта на квадратный дюйм, что составляет 3447380 Па), что в два раза больше рекомендованных для емкости с пропаном.
9. Используйте диалоговое окно Проводник процесса,чтобы запустить анализ и просмотреть результаты. Где зона максимального смещения емкости? Насколько сильно она будет смещаться? Где зона максимального напряжения?
10. Закройте Результаты Симуляциибез сохранения. 11. В диалоговом окне Проводник процессанажмите Выход. 12. На панели быстрого доступа нажмите Закрыть. 13. На вкладке Начало,группа Данные,нажмите Стереть непоказанное. 14. Нажмите OK, чтобы удалить сессию из памяти.

Финальная оценка знаний

Ответьте на следующие вопросы, прежде чем перейти к выполнению финальной оценки знаний:

1. Как анализировать модель в Creo Simulate?

2. Что значит «применить ограничение к модели»?

3. Что значит «применить нагрузку к модели»?

4. На что указывает смещение?

5. Как определить область с наибольшим напряжением?

1. Настройте рабочую папку на AndyMark_Chassis и откройте am14u_wide.asm. 2. Вы будете использовать Creo Simulate, чтобы анализировать нагрузку поперечной балки шасси.

3. Нажмите Открыть и дважды щелкните на am-2595.prt. 4. На вкладке Приложения нажмите Simulateи включите Simulate Lite.

5. Задайте модели материал al2014.

6. Ограничьте оба конца канала, чтобы они были неподвижно зафиксированы.

7. Поместите на две верхние плоские поверхности нагрузку силой в 101 Н, что пропорционально 25 килограммам массы. Чтобы выделить две поверхности, удерживайте CTRL.

8. Запустите анализ и посмотрите результат.   Анализ может занять продолжительное время. Проявите терпение и подождите, пока откроется окно Диагностика. 9. Используйте знания о нагрузке и смещении, чтобы проанализировать результаты.   Где область максимального смещения? Где область максимальной нагрузки? Каковы их значения?

Чтобы закончить задание, предоставьте снимок экрана результатов симуляции.

Поздравляем! Вы завершили данное упражнение.

Конец упражнения 12