Скачать:  1376069598_titulnik.zip [7,13 Mb] (cкачиваний: 46)

Лабораторная работа №1

по курсу: «Проектирование мехатронных модулей»

Тема: «Исследование напряженно деформируемого состояния несущих конструкций компоновок промышленных роботов портального типа»

Вариант схемы №2.

Цель работы.

Разработать 3Dгеометрическую модель компоновки несущей конструкции пр. пт. И исследовать ндс компоновки с построением эпюр напряжений деформаций перемещений для всех точек рабочего поля.

Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:

1.Разработать геометрическую модель несущей конструкции пр. пт. Изучить методы сопряжения деталей при сборке несущей конструкции.

2.Разработать конечно элементную модель пр. пт. Определить статистические и кинематические граничные условия к.э., а также свойства материалов и методов расчета. Исследовать в пяти точках рабочего поля ндс компоновки с построением эпюр напряжений, деформаций и перемещений.

3.Исследовать ндс для случая изменения в компоновке: а) ввод ребер жесткости концентраторов напряжений. Исследовать ндс таких компоновок с построением соответствующих эпюр.

4.ВMS Excelпостроить сводные графики позволяющие проанализировать результаты расчетов с использованием мастера диаграмм.

Вариант задания.

Рисунок 1 - Конструкция компоновки промышленного робота портального типа.

Где у нас:

Н=3000 мм – высота колонны;

L=5000 мм – длина траверса по которому передвигается каретка робота;

В=800 мм – длина поперечной колонны.

Форма колонн и траверсов возьмем в упрощенном виде с ниже показанными параметрами:

Рисунок 2 - Форма сечения колонн и траверсов.

Смоделируем колонну, траверсу и балку длиной соотв. 3000, 5000, 800. (рис. 3).

Рисунок 3 - Пример конструкции колонны, траверсы и балки.

Выполним сборку нашей конструкции согласно варианту задания:

Рисунок 4 - Геометрическая модель несущей конструкции компоновки промышленного робота портального типа в SoldWorks 2012 согласно варианту задания.

1.Определение координат точек приложения нагрузки.

Для дальнейших расчетов определим координаты точек в которых будет прилагаться нагрузка (табл. 1):

Таблица 1. Координаты расположения захвата.

Во всех опытах мы будем использовать следующие пространственные координаты, где будет располагаться наш захват промышленного робота с нагрузкой также в 160 кг;

Общее изображение захватного устройства в системе координат с приложенной нагрузкой представлено на рисунке 5:

Рисунок 5 – Захватное устройство в системе координат.

2. Экспериментальная часть

Опыт №1-1.

В первом опыте мы должны рассмотреть конструкцию без укрепления ребрами жесткости и отверстий в траверсах и колонне, и проанализировать согласно заданию в каждой из пяти точек.

Начальные данные: материал Ст.3 (аналог AISI 1020).

Откроем вкладку Simulation и выберем команду из пункта «Консультант исследования» выпадающую команду «Новое исследование»:

Во вкладке Simulation выберем пункт «Применить материал» и из выпадающего списка выберем материал AISI1020, что соответствует заданию: свойства материала «Сталь 3» углеродистая с модулем упругости 1,2 и коэффициентом Пуансона 0,29:

Во вкладке «Исследование» - исследование напряжения, смещения, нагрузки и запас прочности для компонентов с линейным материалом - остановимся на пункте статистическое:

В право расположенном меню выбираем подпункт «Крепление» и останавливаемся на зафиксированная геометрия:

После того как выбрали из меню крепления «Зафиксированная геометрия» укажем четыре грани – основания которых будет закреплена наша компоновка промышленного робота портального типа.

До выполнения операции выполнить необходимо: в правом меню выбрать команду «Сетка» - «Создать сетку».

В поле плотность сетки поставить индикатор на «Высокое»:

Полученная сетка имеет вид (рис 6):

Рисунок 6 – Итоговая модель.

Откроем вкладку «Внешние нагрузки» и найдем пункт «Дистанционная нагрузка».

В меню справа откроем дистанционные нагрузки, оставим «Нагрузка (Прямой перенос)» и укажем грань, на которую она будет действовать, у нас это левая сторона траверсы:

В меню местоположение укажем координаты первой точки:

250 : - 400 : 4700 и укажем нагрузку в 160 кг.

Рисунок 7 – Приложение силы в точке 1.

Полученные результаты исследования для первой точки – напряжений (рис. 8), перемещений (рис. 9), деформаций (рис. 10):

Рисунок 8 – Действующие напряжения.

Рисунок 9 – Наблюдаемые перемещения.

Рисунок 10 – Наблюдаемые деформации.

На рисунках наглядно видны максимальные и минимальные действующие значения напряжений, перемещений и деформаций.

Опыт№1-2.

По аналогии проведем исследования для второй точки.

В меню местоположение укажем координаты второй нашей точки:

250 : - 400 : 200 и укажем нагрузку в 160 кг.

Рисунок 11 – Приложение силы в точке 2.

Полученные результаты исследования для первой точки – напряжений (рис. 12), перемещений (рис. 13), деформаций (рис. 14):

Рисунок 12 – Действующие перемещения.

Рисунок 13 – Наблюдаемые напряжения.

Рисунок 14 – Наблюдаемые деформации.

На рисунках наглядно видны максимальные и минимальные действующие значения напряжений, перемещений и деформаций.

Опыт№1-3.

По аналогии проведем исследования для третей точки.

Рисунок 15 – Приложение силы в точке 3.

В меню местоположение укажем координаты первой нашей точки:

250 : -2400 : 200 и укажем нагрузку в 160 кг.

Результаты исследования для первой точки – напряжений (рис. 16), перемещений (рис. 17), деформаций (рис. 18):

Рисунок 16 – Действующие напряжения.

Рисунок 17 – Наблюдаемые перемещения.

Рисунок 18 – Наблюдаемые деформации.

На рисунках наглядно видны максимальные и минимальные действующие значения напряжений, перемещений и деформации.

Опыт№1-4.

По аналогии проведем исследования для четвертой точки.

В меню местоположение укажем координаты второй нашей точки:

250 : - 2400 : 4700 и укажем нагрузку в 160 кг.

Рисунок 19 – Приложение силы в точке 4.

Полученные результаты исследования для первой точки – напряжений (рис. 20), перемещений (рис. 21), деформаций (рис. 22):

Рисунок 20 – Действующие перемещения.

Рисунок 21 – Наблюдаемые напряжения.

Рисунок 22 – Наблюдаемые деформации.

На рисунках наглядно видны максимальные и минимальные действующие значения напряжений, перемещений и деформаций.

Опыт№1-5.

По аналогии проведем исследования для пятой точки.

В меню местоположение укажем координаты первой нашей точки 250 : -1600 : 2550 и укажем нагрузку в 160 кг.

Рисунок 23 – Приложение силы в точке 5.

Результаты исследования для первой точки – напряжений (рис. 24), перемещений (рис. 25), деформаций (рис. 26):

Рисунок 24 – Действующие напряжения.

Рисунок 25 – Наблюдаемые перемещения.

Рисунок 26 – Наблюдаемые деформации.

Опыт №2.

Во втором опыте мы должны рассмотреть конструкцию укрепив ее ребрами жесткости - траверса и колонна, и проанализировать согласно заданию в каждой из пяти точек. Для этого нам придется перестроить или пересобрать сборку включив элемент крепления – ребро жесткости, размером 600х600х250 (рис. 27):

Рисунок 27 – Ребро жесткости.

Выполним сборку нашей конструкции (рис. 28):

Рисунок 28 - Геометрическая модель несущей конструкции компоновки промышленного робота портального типа в SolidWorks 2012 с ребрами жесткости.

Выполним исследования для 5 точек приложения нагрузки, аналогичные опыту 1 с теми же начальными условиями и занесем результаты в общую табл. 2.

Таблица 2. Приложение силы в точке 1

Таблица 2. Приложение силы в точке 2

Таблица 2. Приложение силы в точке 3

Таблица 2. Приложение силы в точке 4

Таблица 2. Приложение силы в точке 5

Опыт №2 - 1.

В третьем опыте мы должны рассмотреть конструкцию снабдив ее отверстиями в траверсах и колонне, и проанализировать согласно заданию в каждой из пяти точек. Для этого нам придется перестроить или пересобрать сборку с предварительной корректировкой элементов колонн и балки, а именно ввода в их конструкцию отверстий. Размер и местоположение указаны на рисунках ниже.

Рисунок 29 – Расположение отверстий в колонне.

Рисунок 30 – Расположение отверстий в траверсе.

Выполним сборку согласно варианту (рис. 31):

Рисунок 31- Геометрическая модель несущей конструкции компоновки промышленного робота портального типа в SoldWorks 2012 с наличием концентраторов напряжений виде отверстий.

Выполним исследования, для 5 точек приложения нагрузки, аналогичные опыту 1 с теми же начальными условиями и занесем результаты в табл. 3.

Таблица 3. Приложение силы в точке 1

Таблица 3. Приложение силы в точке 2

Таблица 4. Приложение силы в точке 3

Таблица 5. Приложение силы в точке 4

Таблица 6. Приложение силы в точке 5

4.Анализ результатов расчетов.

Для начала соберем все данные в одну таблицу, где покажем значения напряжений, перемещений и деформаций в каждой точке для каждого опыта:

Таблица 7. Результатов проведенных исследований.

Опыт №1
№ точки	Напряжение, N/m2	Перемещение, мм	Деформация, ESTRN
1	1.2805e+007	0.919346	5.16582e-005
2	9.82865e+006	0.421852	5.62493e-005
3	3.42581e+007	0.660821	0.000149782
4	3.98276e+007	0.943687	0.000171662
5	2.56444e+007	0.716131	0.000110745
Опыт №2
1	1.26571e+006	0.0872285	5.04286e-006
2	764388	0.04015	3.49063e-006
3	2.45123e+006	0.065221	1.30056e
4	2.24604e+006	0.0896594	1.15557e-005
5	1.61824e+006	0.0683569	8.13889e-006
Опыт №3
1	1.27655e+007 скачать dle 10.6фильмы бесплатно Другие новости на эту тему: Курсовой проект по пример Курсовая работа Вариант задания № 40. и Вариант задания № 22. Лабораторная работа №2 по курсу: «Проектирование мехатронных модулей» Тема: «Изучение напряженно деформируемого состояния подвижных и неподвижных стыков несущих конструкций мехатронного оборудования и промышленных роботов портального типа» Лабораторная работа №3 по курсу: «Проектирование мехатронных модулей» Тема: «Изучение напряженно деформируемого состояния промышленного робота портального мостового типов» Лабораторная работа №4. Исследование движения газа в канале переменного сечения. Вернуться Просмотров: 1 793 При использовании материалов ссылка на источник обязательна. TatMan.ru Copyright 2016