Информационные технологии при автоматизированном проектировании и расчете автомобильных деталей

Abstract

Динамической конечно-элементной модели принадлежит ключевая роль в решении комплексной задачи обеспечения вибропрочности конструкции изделия. Современная вычислительная техника, программные продукты, испытательно-измерительные комплексы позволяют создать подробную модель конструкции изделия, а на основе эксперимента отстроить и подтвердить ее достоверность. Решение данных задач возможно в современных системах КЭ анализа. Программа ANSYS является одной из самых универсальных, развивающихся и популярных систем конечно-элементного анализа у специалистов, занимающихся автоматизированными инженерными расчетами (CAE, Computer-Aided Engineering). Конечно-элементная модель автомобильной детали является надежным инструментом анализа прочности изделия при изменении условий его эксплуатации, изменениях его конструкции, а также при создании новых изделий подобного класса. Методологическая ценность данного исследования заключается в разработке алгоритма определения собственных частот и форм (мод) собственных колебаний проушины и эквивалентных напряжений, возникающих возле отверстия, путем проведения модального анализа в ANSYS. Практический интерес представляет вопрос оценки локальной концентрации напряжений в окрестности отверстий проушины, а также их влияние на прочностные изменения в детали. Объект исследования – проушина, являющаяся элементом соединения типа «ухо-вилка». При построении алгоритма, в основу расчета определения собственных частот и форм (мод) собственных колебаний проушины положен модальный анализ (определение собственных частот и форм (мод) собственных колебаний). Поставленная задача решалась методом конечных элементов в пакете ANSYS Workbench. Метод решения и проведенный модальный анализ помогли установить параметры колебаний модели проушины: были определены собственные частоты и формы колебаний, результирующие максимальные и минимальные перемещения, эквивалентные напряжения для соответствующих собственных частот. Используя данную методику, можно предотвращать возникновение опасных напряжений в конструкциях путем моделирования мероприятий по устранению резонансных частот в модели исследуемой автомобильной детали.