3.1 Lý thuyết kiểm bền.
Việc tính bền một chi tiết trong phần mềm Ansys Workbench dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn.
Trong phương pháp PTHH, vật thể liên tục được thay thế bằng một số hữu hạn các phần tử rời rạc có hình dạng đơn giản, nối với nhau ở một số điểm được qui định gọi là nút. Các phần tử này giữ nguyên tính chất liên tục trong phạm vi của mỗi phần tử, nhưng do có hình dạng đơn giản và kích thước bé nên cho phép nghiên cứu nó dễ dàng hơn trên cơ sở các qui luật về phân bố chuyển vị và nội
lực.
Các đặc trưng cơ bản của mỗi phần tử được xác định và mô tả dưới dạng các ma trận độ cứng của các phần tử. Các ma trận này được sử dụng để ghép các phần tử thành một mô hình rời rạc hoá của kết cấu thực cũng dưới dạng một ma trận độ cứng của cả kết cấu.
Các tác động ngoài gây ra nội lực và chuyển vị của kết cấu được qui đổi về các ứng lực tại nút và được mô tả trong ma trận tải trọng nút tương đương. Các ẩn số cần tìm là các chuyển vị nút (hoặc nội lực tại các nút) được xác định trong ma trận chuyển vị nút hoặc ma trận nội lực nút.
Các ma trận độ cứng, ma trận chuyển vị nút, ma trận tải trọng được gọi là các ma trận cơ bản quan hệ với nhau trong phương trình cân bằng theo qui luật tuyến tính hay phi tuyến tuỳ thuộc vào ứng xử thật của kết cấu.
Thuật toán của phương pháp PTHH được xây dựng dựa trên việc xác lập các ma trận cơ bản và qui luật liên hệ giữa các ma trận này để có thể phản ánh gần đúng cách ứng xử thật của kết cấu và các tác động lên kết cấu.
Để thực hiện tính toán trên Ansys Workbench ta thực hiện các công việc sau: Bước 1: Lựa chọn module phù hợp để tính toán. Với bài toán tính ứng suất trên đĩa em ta sử dụng module Static Structure
Bước 2: Đặt vật liệu cho đối tượng.
Bước 3: Thực hiện chia lưới cho đối tượng thành các phần tử có kích thước nhất định.
Bước 4: Đặt tải trọng lên đối tượng. Bước 5: Xuất kết quả và xử lý kết quả.
3.2 Bài toán kiểm bền tĩnh đĩa ép ly hợp.
3.2.1 Xác định modul giải. Giả thiết:
- Đĩa ép đứng yên so với đĩa ma sát trong quá trình làm việc. - Lực tác dụng phân bố đều trên bề mặt đĩa ép.
Lược đồ phân tích trên Ansys Workbench:
Hình 3.15: Lực đồ phân tích trong Ansys workbench.
3.2.2 Chia lưới chi tiết đĩa ép: Thông số của đĩa ép:
- Khối lượng: 6,46kg - Thể tích 8,2x105mm2
- Số nút: 25896 - Số phần tử 14059.
3.2.3 Đặt tải trọng.
- Cố định bề mặt tiếp xúc với đĩa ma sát (B). - Đặt lực lên bề mặt tiếp xúc với lò xo ép (A).
- Đặt momen truyền từ động cơ qua vỏ ly hợp lên đĩa ép (C).
Hình 3.17: Hình biểu diễn các tải trọng tác dụng lên đĩa ép.
3.2.4 Kết quả tính toán.
• Biến dạng của đĩa ép: - Nhỏ nhất: 0mm.
Hình 3.18: Biến dạng của đĩa ép.
• Ứng suất trên đĩa ép:
- Nhỏ nhất: 8,5854x10-5 Mpa. - Lớn nhất: 0,298 Mpa
Hình 3.19: Ứng suất trên đĩa ép.
• Nhận xét: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Qua kết quả tính toán ta thấy được các vị trí tập trung ứng suất lớn và biến dạng lớn thể hiện qua phổ màu ở hai hình 3.18 và hình 3.19. Đây là các vị trí kém bền và dễ xảy ra hư hỏng. Việc nhận biết được các vị trí này giúp người thiết kế can thiệp vào kết cấu, vật liệu để tăng bền cho sản phẩm.
- Để kiểm tra độ bền người ta mang so sánh các giá trị ứng suất lớn nhất và biến dạng lớn nhất với các giác trị cho phép khi làm việc.
- Khi xây dựng được bài toán tĩnh và có kết quả hợp lý sẽ giúp giải quyết được bài toán động sau này.