	Aeronautica	Comunicatii	Constructii	Electronica	Navigatie	Pompieri
	Tehnica mecanica

Tehnica mecanica

Index » inginerie » Tehnica mecanica
» Analiza starii de tensiune si deformatii din roata de curea

Analiza starii de tensiune si deformatii din roata de curea

Analiza starii de tensiune si deformatii din roata de curea pentru

antrenarea tobei de spargere utilizand metoda elementelor finite

ELCUT este un program de analiza cu elemente finite, care, in versiunea de uz public permite studiul de electro si magneto-statica, termostatica si termodinamica, dar in special de distributie de eforturi (tensiuni) si deformatii in placile plane, de grosime constanta.

Studiul consta in discretizarea obiectului studiat care inseamna "spargerea" in mici "bucatele" numite elemente finite, considerate nedeformabile, care conduce la o structura de retea, cuvintele cheie fiind nod (vertex) si muchie (edge).

Modul de discretizare mai densa sau mai rara este determinant atat pentru acuratetea si finetea rezultatelor cat si pentru viteza de lucru a calculatorului. Cu cat numarul de noduri este mai mare rezultatele au rezolutie mai buna, dar timpul de calcul creste.

Programul ELCUT permite studiul cu Metoda Elementelor Finite, existand limite privind complexitatea obiectului studiat (250 pana la 500 de noduri, in functie de complexitatea problemei studiate).

Pentru antrenarea tobei de spargere in miscare de rotatie este folosita o transmisie prin curele trapezoidale, de la un motor electric de actionare. Rotile de curea sunt solicitate de un sistem complex de forte compus din: forta de intindere a curelelor, forta de transmitere, forte centrifuge, etc.

In continuare sunt prezentate meniurile si modul complet de lucru al programului ELCUT in cazul analizei starii de tensiuni si distributia deplasarilor pentru roata de curea pentru antrenarea tobei de spargere.

Fig. 1. Ecranul initial de lansare a programului ELCUT

Fig. 2. Ecranul pentru definirea problemei

Fig. 3. Ecranul pentru definirea etichetelor

Fig. 4. Fereastra pentru introducerea proprietatilor fizice ale materialului

Fig. 5. Fereastra pentru introducerea fortei exterioare

Fig. 6. Fereastra pentru introducerea blocajelor

Fig. 7. Discretizarea modelului

Campul deplasarilor se considera a fi complet definit prin doua componente ale vectorului deplasarilor d in fiecare punct astfel:

- pentru probleme plane:

- pentru probleme axisimetrice:

Numai trei componente ale tensorilor deformatie si tensiune sunt independente atat in cazul planului tensiunilor cat si in cazul planului deformatiilor. Relatia deformatie-deplasare este definita ca:

Valoarea absoluta a deplasarii nodale:

Fig. 8 . Distributia deplasarilor totale

Fig. 9 . Distributia deplasarilor dupa directia orizontala

Fig. 10. Distributia deplasarilor dupa directia verticala

Componentele tensiunii corespunzatoare sunt:

Ecuatiile de echilibru pentru problemele plane sunt:

unde f_x si f_y sunt componentele vectorului forta volumica.

In cazul elasticitatii liniare, relatiile de legatura dintre tensiuni si deformatii au forma:

in care [D] este o matrice a constantelor elastice iar [e] reprezinta deformatia initiala datorata temperaturii. Forma specifica a matricei [D] depinde de formularea particulara a problemei.

Pentru starea plana de tensiune, in cazul materialelor izotropice:

Pentru starea plana de tensiune, in cazul materialelor ortotropice:

Pentru starea plana de deformatie, in cazul materialelor izotropice:

Pentru starea plana de deformatie, in cazul materialelor ortotropice:

In toate aceste ecuatii E reprezinta modulul lui Young pentru materiale izotropice; E_x, E_y si E_z reprezinta modulul lui Young ale materialului ortotropic in lungul axei de referinta corespunzatoare; n reprezinta coeficientul lui Poisson in cazul materialelor izotropice; n_yx n_zx si n_zy reprezinta coeficientii lui Poisson in cazul materialelor ortotropice; G_xy este modulul de forfecare.