MỀM ANSYS.
Trường hợp: φ = 371,6 0.
Hình 5.2 Mô phỏng vùng ứng suất trên thanh truyền tại vị trí φ = 371,60
Hình 5.3 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài mặt cắt ngang, nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu dưới thanh truyền tại vị trí φ =371,60
Hình 5.4 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài mặt cắt ngang, nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu trên thanh truyền tại vị trí φ =371,60
Hình 5.5 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài mặt cắt chính tâm của thanh truyền tại vị trí φ =371,60
Hình 5.6 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài trên mặt chịu nén của thanh truyền tại vị trí φ = 371,60
Hình 5.7 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài trên mặt chịu uốn của thanh truyền tại vị trí φ = 371,60
+ Từ mô hình mô phỏng ta nhận thấy ứng suất phân bố thành từng mảng, các giá trị ứng suất giảm dần từ mặt chịu nén đến mặt chịu uốn.
+ Vùng ứng suất lớn nhất σmax phân bố tại vị trí nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu trên thanh truyền σmax= 250Mpa, mặt trong thành bên của gờ tiết diện I.
+ Những nơi chuyển tiếp của hai bề mặt diện tích khác nhau trên thanh truyền,khu vực có đặc điểm hình học phức tạp thường sinh ra những vùng ứng suất cục bộ, sinh ra nứt. Cụ thể là :
- Tại vị trí nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu trên thanh truyền: Biến thiên ứng suất cục bộ ∆σ = 50Mpa (hình 5.3), ∆σ = 107Mpa (hình 5.4), ∆σ = 208Mpa (hình 5.5), ∆σ = 121Mpa (hình 5.6).
- Tại vị trí nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu dưới thanh truyền: Biến thiên ứng suất cục bộ ∆σ = 80Mpa (hình 5.4), ∆σ = 228Mpa (hình 5.5)
- Tại vị trí mặt cắt chính tâm giá trị ứng suất có xu hướng giảm từ phía đầu trên xuống đầu dưới thanh truyền.
Trường hợp: 380 0.
Hình 5.9 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài mặt cắt ngang nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu dưới thanh truyền tại vị trí φ =3800
Hình 5.10 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài mặt cắt ngang nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu trên thanh truyền tại vị trí φ =3800
Hình 5.11 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài mặt cắt chính tâm của thanh truyền tại vị trí φ =3800
Hình 5.12 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài trên mặt chịu nén của thanh truyền tại vị trí φ = 3800
Hình 5.13 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài trên mặt chịu uốn của thanh truyền tại vị trí φ =3800
+ Mặt chịu uốn giá trị ứng suất tăng lên ít (hình 5.8).
+ Vùng ứng suất lớn nhất σmax phân bố tại vị trí nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu dưới thanh truyền σmax= 208Mpa, mặt ngoài thành bên của gờ tiết diện I,bên mặt chịu nén.
+ Những nơi chuyển tiếp của hai bề mặt diện tích khác nhau trên thanh truyền,khu vực có đặc điểm hình học phức tạp thường sinh ra những vùng ứng suất cục bộ, sinh ra nứt. Cụ thể là :
- Tại vị trí nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu trên thanh truyền: Biến thiên ứng suất cục bộ ∆σ = 63 Mpa (hình 5.9), ∆σ = 82 Mpa (hình 5.10), ∆σ = 162 Mpa (hình 5.11), ∆σ = 50Mpa (hình 5.12)
- Tại vị trí nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu dưới thanh truyền: Biến thiên ứng suất cục bộ ∆σ = 85Mpa (hình 5.10), ∆σ = 179Mpa (hình 5.11)
- Tại vị trí mặt cắt chính tâm giá trị ứng suất có xu hướng giảm từ phía đầu trên xuống đầu dưới thanh truyền.
Trường hợp: 405 0.
Hình 5.14 Mô phỏng ứng suất trên thanh truyền tại vị trí φ = 4050
Hình 5.15 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài mặt cắt ngang nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu dưới thanh truyền tại vị trí φ =4050
Hình 5.16 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài mặt cắt ngang nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu trên thanh truyền tại vị trí φ =4050
Hình 5.17 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài mặt cắt chính tâm của thanh truyền tại vị trí φ =4050
Hình 5.18 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài trên mặt chịu nén của thanh truyền tại vị trí φ = 4050
Hình 5.19 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài trên mặt chịu uốn của thanh truyền tại vị trí φ =4050
+ Mặt chịu uốn giá ứng suất tăng lên (hình 5.8).
+ Vùng ứng suất lớn nhất σmax phân bố tại vị trí nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu dưới thanh truyền σmax= 118Mpa, mặt ngoài thành bên của gờ tiết diện I,bên mặt chịu nén.
+ Những nơi chuyển tiếp của hai bề mặt diện tích khác nhau trên thanh truyền,khu vực có đặc điểm hình học phức tạp thường sinh ra những vùng ứng suất cục bộ, sinh ra nứt. Cụ thể là :
- Tại vị trí nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu trên thanh truyền: Biến thiên ứng suất cục bộ ∆σ = 24 Mpa (hình 5.15), ∆σ = 25 Mpa (hình 5.16), ∆σ = 95 Mpa (hình 5.17), ∆σ = 35Mpa (hình 5.18)
- Tại vị trí nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu dưới thanh truyền: Biến thiên ứng suất cục bộ ∆σ = 30Mpa (hình 5.16), ∆σ = 112Mpa (hình 5.17), ∆σ = 48Mpa (hình 5.18).
- Tại vị trí mặt cắt chính tâm giá trị ứng suất có xu hướng giảm từ phía đầu trên xuống đầu dưới thanh truyền.
Trường hợp 430 0
Hình 5.21 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài mặt cắt ngang nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu dưới thanh truyền tại vị trí φ =4300
Hình 5.22 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài mặt cắt ngang nơi
Hình 5.23 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài mặt cắt chính tâm của thanh truyền tại vị trí φ =4300
Hình 5.24 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài trên mặt chịu nén của thanh truyền tại vị trí φ = 4300
Hình 5.25 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài trên mặt chịu uốn của thanh truyền tại vị trí φ =4300.
+ Mặt chịu uốn giá trị ứng suất tăng lên (hình 5.8).
+ Vùng ứng suất lớn nhất σmax phân bố tại vị trí nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu dưới thanh truyền σmax= 69Mpa, mặt ngoài thành bên của gờ tiết diện I,bên mặt chịu nén.
+ Những nơi chuyển tiếp của hai bề mặt diện tích khác nhau trên thanh truyền,khu vực có đặc điểm hình học phức tạp thường sinh ra những vùng ứng suất cục bộ, sinh ra nứt. Cụ thể là :
- Tại vị trí nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu trên thanh truyền: Biến thiên ứng suất cục bộ ∆σ = 18 Mpa (hình 5.21), ∆σ = 15 Mpa (hình 5.22), ∆σ = 57 Mpa (hình 5.23), ∆σ = 27Mpa (hình 5.24)
- Tại vị trí nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu dưới thanh truyền: Biến thiên ứng suất cục bộ ∆σ = 14Mpa (hình 5.22), ∆σ = 65Mpa (hình 5.23), ∆σ = 36Mpa (hình 5.24).
- Tại vị trí mặt cắt chính tâm giá trị ứng suất có xu hướng giảm từ phía đầu trên xuống đầu dưới thanh truyền.
Trường hợp 470 0
Hình 5.26 Mô phỏng ứng suất trên thanh truyền tại vị trí φ = 4700
Hình 5.27 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài mặt cắt ngang nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu dưới thanh truyền tại vị trí φ =4700
Hình 5.28 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài mặt cắt ngang nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu trên thanh truyền tại vị trí φ =4700
Hình 5.29 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài mặt cắt chính tâm của thanh truyền tại vị trí φ =4700
Hình 5.30 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài trên mặt chịu nén của thanh truyền tại vị trí φ = 4700
Hình 5.31 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài trên mặt chịu uốn của thanh truyền tại vị trí φ =4700
+ Mặt chịu uốn ứng suất giảm (hình 5.26).
+ Vùng ứng suất lớn nhất σmax phân bố tại vị trí nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu dưới thanh truyền σmax= 24Mpa, mặt ngoài thành bên của gờ tiết diện I,bên mặt chịu nén.
+ Những nơi chuyển tiếp của hai bề mặt diện tích khác nhau trên thanh truyền, khu vực có đặc điểm hình học phức tạp thường sinh ra những vùng ứng suất cục bộ, sinh ra nứt. Cụ thể là :
- Tại vị trí nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu trên thanh truyền: Biến thiên ứng suất cục bộ ∆σ = 12 Mpa (hình 5.27), ∆σ = 7 Mpa (hình 5.28), ∆σ = 19Mpa (hình 5.29), ∆σ = 9Mpa (hình 5.30)
- Tại vị trí nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu dưới thanh truyền: Biến thiên ứng suất cục bộ ∆σ = 5Mpa (hình 5.28), ∆σ = 21Mpa (hình 5.29), ∆σ = 12Mpa (hình 5.30).
- Tại vị trí mặt cắt chính tâm giá trị ứng suất có xu hướng giảm từ phía đầu trên xuống đầu dưới thanh truyền.
Trường hợp 540 0
Hình 5.33 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài mặt cắt ngang nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu dưới thanh truyền tại vị trí φ =5400
Hình 5.34 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài mặt cắt ngang nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu trên thanh truyền tại vị trí φ =5400
Hình 5.35 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài mặt cắt chính tâm của thanh truyền tại vị trí φ =5400
Hình 5.36 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài trên mặt chịu nén của thanh truyền tại vị trí φ = 5400
Hình 5.37 Đồ thị ứng suất phân bố theo chiều dài trên mặt chịu uốn của thanh truyền tại vị trí φ =5400
+ Ứng suất phân bố đều sang hai bên (hình 5.26).
+ Vùng ứng suất lớn nhất σmax phân bố tại vị trí nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu trên thanh truyền σmax= 0,4Mpa, mặt trong thành bên của gờ tiết diện I.
+ Những nơi chuyển tiếp của hai bề mặt diện tích khác nhau trên thanh truyền,khu vực có đặc điểm hình học phức tạp thường sinh ra những vùng ứng suất cục bộ, sinh ra nứt. Cụ thể là :
- Tại vị trí nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu trên thanh truyền: Biến thiên ứng suất cục bộ ∆σ = 0,07Mpa (hình 5.33), ∆σ = 0,2Mpa (hình 5.34), ∆σ = 0,2Mpa (hình 5.35), ∆σ = 0,2Mpa (hình 5.36)
- Tại vị trí nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu dưới thanh truyền: Biến thiên ứng suất cục bộ ∆σ = 0,2Mpa (hình 5.34), ∆σ = 0,15Mpa (hình 5.35), ∆σ = 0,15Mpa (hình 5.36).
- Tại vị trí mặt cắt chính tâm giá trị ứng suất có xu hướng giảm từ phía đầu trên xuống đầu dưới thanh truyền.
Từ kết quả trên ta lập được bản ứng suất tại các mặt theo góc quay trục khuỷu bằng phần mềm Ansys.
Bảng 5.1 Ứng suất tại các mặt bằng phần mềm Ansys
φ σdcn MPa σdcu MPa σtcn MPa σtcu MPa σct MPa σcn MPa σcu MPa 371,60 232 32 250 127 182 238 140 3800 209 24 192 70 132 211 93 4050 118 51 84 9 58 120 56 4300 69 37 44 3,6 32 70 39 4700 24 13 16 1,4 13 25 14 5400 0,3 0,2 0,4 0,35 0,3 0,28 0,26
σdcn : Ứng suất tại mặt cắt ngang của bên mặt chịu nén, nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu dưới thanh truyền, theo góc quay trục khuỷu trong quá trình cháy giản nở bằng phần mềm Ansys.
σdcu : Ứng suất tại mặt cắt ngang của bên mặt chịu uốn, nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu dưới thanh truyền, theo góc quay trục khuỷu trong quá trình cháy giản nở bằng phần mềm Ansys.
σtcn : Ứng suất tại mặt cắt ngang của bên mặt chịu nén, nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu trên thanh truyền, theo góc quay trục khuỷu trong quá trình cháy giản nở bằng phần mềm Ansys.
σtcu : Ứng suất tại mặt cắt ngang của bên mặt chịu uốn, nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu trên thanh truyền, theo góc quay trục khuỷu trong quá trình cháy giản nở bằng phần mềm Ansys.
σct : Ứng suất tại mặt cắt chính tâm của thanh truyền, theo góc quay trục khuỷu trong quá trình cháy giản nở bằng phần mềm Ansys.
σcn : Ứng suất tại mặt chịu nén của thanh truyền, theo góc quay trục khuỷu trong quá trình cháy giản nở bằng phần mềm Ansys.
σcu : Ứng suất tại mặt chịu uốn của thanh truyền, theo góc quay trục khuỷu trong quá trình cháy giản nở bằng phần mềm Ansys.
Hình 5.38 Đồ thị ứng suất tại mặt cắt ngang nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu dưới thanh truyền theo góc quay trục khuỷu bằng phần mềm Ansys
Hình 5.39 Đồ thị ứng suất tại mặt cắt ngang nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu trên thanh truyền theo góc quay trục khuỷu bằng phần mềm Ansys
Hình 5.40 Đồ thị ứng suất các mặt của thanh truyền theo góc quay trục khuỷu bằng phần mềm Ansys
Nhận xét
+ Lực tải lớn nhất khi φ = 371,60, P = 63149 (N) tương ứng với σtmax = 250 (Mpa), σdmax = 232 (Mpa) nằm trong giới hạn cho phép (150 ÷ 250)Mpa đúng theo tiêu chuẩn. σtmax > σdmax .
+ Vùng ứng suất Max phân bố tại 2 vị trí : nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu trên thanh truyền, nơi chuyển tiếp từ thân đến đầu dưới thanh truyền. Mức độ lớn nhỏ của vùng ứng suất phụ thuộc vào đặc điểm hình học, tải trọng và góc quay trục khuỷu.
+ Ứng xuất giảm theo góc quay trục khuỷu từ φ = 371,60 đến φ = 5400. + Khu vực chuyển tiếp từ thân đến đầu trên thanh truyền, vùng ứng suất Max phân bố tại mặt trong thành bên của gờ tiết diện I. Đây là khu vực sinh ra ứng suất cục bộ do trực tiếp chịu tác dụng của lực, kết cấu hình học, thường gây ra nứt bề mặt.
+ Khu vực chuyển tiếp từ thân đến đầu dưới thanh truyền, vùng ứng suất Max phân bố tại mặt ngoài thành bên của gờ tiết diện I, bên mặt chịu
uốn. Đây là khu vực sinh ra ứng suất cục bộ do sự chênh lệch của hai bề mặt diện tích chuyển tiếp, kết cấu hình học, thường gây nứt bề mặt.
+ Quy luật phân bố ứng suất theo chiều dài các mặt cắt, mặt bên trên thanh truyền từ φ =371,60 đến φ = 470nhìn chung là như nhau. Giá trị ứng suất đạt Max tại những nơi chuyển tiếp của hai bề mặt diện tích khác nhau.
Hình minh họa ứng suất phân bố tại hai mặt cắt theo góc quay trục khuỷu