CAD-CAM-CAE Példatár



Hasonló dokumentumok
CAD-CAM-CAE Példatár

CAD-CAM-CAE Példatár

8. előadás Kis László Szabó Balázs 2012.

KERETSZERKEZETEK. Definíciók, Keretek igénybevételei, méretezése. 10. előadás

A.15. Oldalirányban nem megtámasztott gerendák

AutoN cr. Automatikus Kihajlási Hossz számítás AxisVM-ben. elméleti háttér és szemléltető példák február

Dr. RADNAY László PhD. Főiskolai Docens Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék

TARTÓK STATIKÁJA I. Statikai modell felvétele és megoldása a ConSteel szoftver segítségével (alkalmazási segédlet)

Acél rácsos tartó tervezésének lépései segédanyag a házi feladathoz (készítette Dr. Verıci Béla, rövidítette és aktualizálta dr.

TERMÉKSZIMULÁCIÓ I. 12. elıadás

A.14. Oldalirányban megtámasztott gerendák

CAD-CAM-CAE Példatár

LINDAB Floor könnyűszerkezetes födém-rendszer Tervezési útmutató teherbírási táblázatok

A.11. Nyomott rudak. A Bevezetés

MUNKAANYAG. Szabó László. Szilárdságtan. A követelménymodul megnevezése:

ACÉLÍVES (TH) ÜREGBIZTOSÍTÁS

Óbudai Egyetem Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Anyagtudományi és Gyártástechnológiai Intézet Gépgyártástechnológiai Szakcsoport

ACÉL TÉRRÁCSOS TETOSZERKEZET KÍSÉRLETI VIZSGÁLATA

STAAD-III véges elemes program Gyakorlati tapasztalatok a FÕMTERV Rt.-nél

A nyírás ellenőrzése

3. PÉLDÁK AZ ÖNTÉSZETI SZIMULÁCIÓ FOLYAMATÁRA ÉS EREDMÉNYEINEK HASZNOSÍTÁSÁRA

KÖTÉLSZERKEZETEK. Különleges Tartószerkezetek Hegyi Dezső Jegyzet kézirat v1 Kötélszerkezetek

Méretlánc átrendezés a gyakorlatban (Készítette: Andó Mátyás, a számonkérés az elıadás és a gyakorlat anyagára is kiterjed.)

5.1. GERENDÁS FÖDÉMEK KIALAKÍTÁSA, TERVEZÉSI ELVEI

Csatlakozási lehetőségek 11. Méretek A dilatációs tüske méretezésének a folyamata 14. Acél teherbírása 15

7. előad. szló 2012.

σhúzó,n/mm 2 εny A FA HAJLÍTÁSA

Óbudai Egyetem Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Anyagtudományi és Gyártástechnológiai Intézet Gépgyártástechnológiai Szakcsoport

Vasbetonszerkezetek 14. évfolyam

Látványos oktatás egyszerő multimédiás elemek programozásával Delphiben

KÉRDÉSEK_GÉPELEMEKBŐL_TKK_2016.

Lindab Z/C 200 ECO gerendák statikai méretezése. Tervezési útmutató

ÉPÍTÉSZETI ÉS ÉPÍTÉSI ALAPISMERETEK

HATODIK FEJEZET / FÜGGİ MODELLEK / TANGRAM

Téma: A szerkezeti acélanyagok fajtái, jelölésük. Mechanikai tulajdonságok. Acélszerkezeti termékek. Keresztmetszeti jellemzők számítása

Felületi érdesség, jelzıszámok közötti kapcsolatok

DEME FERENC okl. építőmérnök, mérnöktanár RÁCSOS TARTÓK

GÉPÉSZETI ALAPISMERETEK ÉRETTSÉGI VIZSGA I. RÉSZLETES KÖVETELMÉNYEK

STATIKAI SZÁMÍTÁS BÁTKI MÉRNÖKI KFT. Sopron, Teleki Pál út Telefon/fax: (99) gyalogos fahídhoz

1. gyakorlat Bevezetés

Magasépítési vasbetonszerkezetek

(Fordította: Dr Való Magdolna)

Fa- és Acélszerkezetek I. 6. Előadás Stabilitás II. Dr. Szalai József Főiskolai adjunktus

Önálló szellõzõvezeték 90 perc 472

Építőmérnöki egyetemi szak Az államvizsga témakörei

Oktatási segédlet. Acél- és alumínium-szerkezetek hegesztett kapcsolatainak méretezése fáradásra. Dr. Jármai Károly.

KULCS_GÉPELEMEKBŐL III.

V. Gyakorlat: Vasbeton gerendák nyírásvizsgálata Készítették: Friedman Noémi és Dr. Huszár Zsolt

A.7. A képlékeny teherbírás-számítás alkalmazása acélszerkezetekre

Államvizsga kérdések Geotechnika Szakirány

TENGELYEK, GÖRDÜLŐCSAPÁGYAK (Vázlat)

A szilárdságtan alapkísérletei I. Egyenes rúd húzása, zömök rúd nyomása

Gyakorlat 03 Keresztmetszetek II.

!HU B_! SZABADALMI LEÍRÁS B HU B B 61 F 5/38. (11) Lajstromszám: (19) Országkód

Tartalomjegyzék. 1. Hagyományos fakötések rajzai Mérnöki fakötések rajzai Fedélidomok szerkesztése,

Kézi forgácsolások végzése

ETB-2 ERDÉSZETI TÁRCSA

a textil-szövet hosszirányú szálainak és a teljes szálmennyiségnek a térfogati aránya,

ÉPÍTMÉNYEK FALAZOTT TEHERHORDÓ SZERKEZETEINEK ERÕTANI TERVEZÉSE

SZILÁRDSÁGTAN A minimum teszt kérdései a gépészmérnöki szak egyetemi ágon tanuló hallgatói részére (2004/2005 tavaszi félév, szigorlat)

VII. Gyakorlat: Használhatósági határállapotok MSZ EN 1992 alapján Betonszerkezetek alakváltozása és repedéstágassága

NUMERIKUS MÓDSZEREK A TERMÉKTERVEZÉSBEN VÉGESELEM MÓDSZER (VEM)

Mérnöki Optimálás Példatár

A jármővek méreteire vonatkozó üzemeltetési mőszaki feltételek

Tantárgytömbösítés a matematika tantárgyban 5. évfolyamon

Reinforced Concrete Structures II. / Vasbetonszerkezetek II. VIII.

Statisztikai módszerek

3. KÉTTÁMASZÚ ÖSZVÉRGERENDÁK

Darupályák tervezésének alapjai

Tűzgátló mobil függönykapu

GÉPÉSZETI ALAPISMERETEK

MUNKAANYAG. Macher Zoltán kilogramm alatti összgördülő súlyú. járművek kormányberendezéseinek. diagnosztikája, javítása, beállítása

FORGÓRÉSZ DINAMIKUS KIEGYENSÚLYOZÁSA II. Laboratóriumi gyakorlat a mérés leírása

A GYOMAENDRŐDI HÁRMAS-KÖRÖS-HÍD ÁTÉPÍTÉSE RECONSTRUCTION OF THE HÁRMAS-KÖRÖS BRIDGE AT GYOMAENDRŐD

A fáradási jelenség vizsgálata, hatások, a fáradásra vonatkozó Eurocode szabvány ismertetése

Lemezgrafitos vasöntvények visszamaradó öntési feszültségének mérése és véges elemes szimulációja

Biztonsági rendszerekek 2 Vezérlı berendezés

Mivel ez az anyagcsoport zománcozásnál egészen másként viselkedik, szükséges volt a zománc és az eljárás módosítása.

Értékelés Összesen: 100 pont 100% = 100 pont A VIZSGAFELADAT MEGOLDÁSÁRA JAVASOLT %-OS EREDMÉNY: EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA 20%.

FAUR KRISZTINA BEÁTA, SZAbÓ IMRE, GEOTECHNIkA

Födémszerkezetek megerősítése

Keszler András, Majtényi Kolos, Szabó-Turák Dávid

GÉPÉSZETI ALAPISMERETEK

TARTÓSZERKEZETEK II. VASBETONSZERKEZETEK

MAGYAR RÉZPIACI KÖZPONT Budapest, Pf. 62 Telefon , Fax

Fa- és Acélszerkezetek I. 2. Előadás Eurocode bevezetés Keresztmetszetek I. Dr. Szalai József Főiskolai adjunktus

Számítógépi képelemzés

Manzárd Grafit. Szarufák feletti hıszigetelés. Alkalmazástechnika

Használhatósági határállapotok

CompLex Hatályos Jogszabályok Győjteménye

3. előad. szló 2012.

Ady Endre Líceum Nagyvárad XII.C. Matematika Informatika szak ÉRINTVE A GÖRBÉT. Készítette: Szigeti Zsolt. Felkészítő tanár: Báthori Éva.

Méréstechnika 5. Galla Jánosné 2014

A kerekes mezıgazdasági vagy erdészeti traktorok kezelıszervei ***I

101/2003. (XII. 23.) GKM rendelet. a nemzetközi közúti áru- és személyszállítás végzésének egyes feltételeirıl. A rendelet hatálya

Lindab vékonyfalú profilok méretezése DimRoof statikai szoftverrel

Elméleti alapok: Fe + 2HCl = FeCl 2 +H 2 Fe + S = FeS FeS + 2HCl = FeCl 2 + H 2 S

Szóbeli vizsgatantárgyak. 1. Kohászati technológia 2. Kohászati géptan 3. Gazdasági, munkajogi, munka- és környezetvédelmi ismeretek /V

KÖZGAZDASÁGI ALAPISMERETEK (ÜZLETI GAZDASÁGTAN, ELMÉLETI GAZDASÁGTAN) ÉRETTSÉGI VIZSGA ÜZLETI GAZDASÁGTAN I. RÉSZLETES KÖVETELMÉNYEK A) KOMPETENCIÁK

DU-PLAN MÉRNÖKI IRODA KFT.

Átírás:

CAD-CAM-CAE Példatár A példa megnevezése: A példa száma: A példa szintje: CAx rendszer: Kapcsolódó TÁMOP tananyag rész: A feladat rövid leírása: VEM térbeli hajlított rúd ÓE-A03 alap közepes haladó VEM Toronydaru gém térbeli rácsos szerkezetének végeselemes vizsgálata. 1 A feladat megfogalmazása A feladatban egy billenıgémes mini toronydaru billenıgémének hasznos teherre történı vizsgálatát végezzük el. (Hasonló, kisebb építkezéseken használható darut gyártottak Magyarországon is, Mátra Dö-2 típusnévvel.) A billenıgémes daruk szerkezeti kialakítása miatt a gémet önsúlya és a gém hossztengelyében ébredı erı terheli, de e kötélvezetés miatt ennek értéke a hasznos teher többszöröse lehet. A vizsgált gém szerkezeti kialakítását a 3.1 ábra mutatja. Az ábrán piros színnel jelölt hosszirányú övrudak Csı70x5, a kékkel jelölt rácsrudak pedig Csı50x5 varrat nélküli acélcsıbıl készülnek. 3.1. ábra. A vizsgálandó acélszerkezet A szerkezet modellezés során felhasználandó méreteket és a hasznos teherbıl származó mértékadó terhelést a 3.2. ábrán találjuk. 0,5 m 5 m 0,4 m 27 kn 3.2. ábra. A vizsgálandó tartó méretei 1

2 Térbeli hajlított rudak vizsgálata A modellezést 3D grafikus szerkesztıben végezzük, majd a modellt megfelelı rajzcsere formátumban elmentve importálhatjuk a végeselem modellezıbe a 3.3 ábra alapján. 3.3. ábra. A geometriai modell importálása Az importált geometriai modellt, a rudak sorszámait és a globális koordináta-rendszer elhelyezkedését a 3.4 ábra mutatja. 3.4. ábra. A geometriai modell elhelyezkedése a globális koordináta-rendszerben Következı lépés az elemcsoport kiválasztása. A feladat megoldásához BEAM3D elemet választunk, szimmetrikus keresztmetszettel a 3.5 ábra szerint. 2

3.5. ábra. Az elemcsoport meghatározása Következı lépés az anyagtulajdonságok meghatározása. Mivel a modellezés során a szerkezet önsúlyából származó terhelést is figyelembe kívánjuk venni, így a szerkezeti anyag sőrőségének megadása is szükséges. Az anyagtulajdonságok megadását és számszerő értékekeit a 3.6 ábrán találjuk. 3.6. ábra. Az anyagtulajdonságok megadása A végeselem háló létrehozása elıtt meg kell még adnunk a keresztmetszetek tulajdonságait is. Az definiálandó tulajdonságok jelentését a tananyag 6. fejezetében már tisztáztuk. Jelen esetben egyszerőbb helyzetben vagyunk, mivel a keresztmetszetek körgyőrők. Az Ø70x5 csı tulajdonságainak megadását és számszerő értékeit a 3.7 ábra mutatja. 3

3.7. ábra. A 70mm átmérıjő csı keresztmetszeti tulajdonságai Az övet képezı csövek minden tulajdonságát megadtuk, ez ezeket leíró egyeneseken létrehozható a végeselem háló a 3.8 ábrán bemutatott parancsokkal és paraméterekkel. Mint ahogy a 3.4 ábrán láthattuk, az azonos tulajdonságú csövek sorszámozása nem folytonos, így a végeselem háló létrehozása több parancs kiadásával lehetséges. 3.8. ábra. Az övrudak végeselem hálójának létrehozása Következı lépésben az 50 mm átmérıjő rácsrudak keresztmetszeti tulajdonságait határozzuk meg. A számszerő értékeket a 3.9 ábrán találjuk. 3.9. ábra. A rácsrudak keresztmetszeti tulajdonságai Mivel a létrehozott keresztmetszeti tulajdonságok aktívak is, így most nincs szükség a korábbi fejezetekben bemutatott aktiválásra a rácsrudakon végeselemek hálójának létrehozása 4

elıtt. Mivel a rácsrudak sem folyamatos sorszámozásúak most is több parancs kiadására van szükség a 3.10 ábra szerint. 3.10. ábra. A rácsrudak végeselem hálójának létrehozása A korábbi fejezetekben leírtakhoz hasonlóan, most is minden geometriai objektumon külön-külön végeselem háló jön létre. A rudak kapcsolatainak megteremtéséhez szükségünk van a felesleges csomópontok megszőntetésére. Ezt mutatja a 3.11 ábra. 3.11. ábra. A rudak közötti kapcsolat létrehozása A végeselem háló létrehozása után meg kell adni az elmozdulási kényszereket. A gém egyik vége csuklósan csatlakozik a daruhoz, ezt a háromirányú elmozdulási és az X tengely körüli szabadságfokok kizárásával modellezhetjük 3.12 a ábra szerint. A gém másik végén a tartó és az emelı kötelekbıl származó erık tartják a gémet egyensúlyban. A végeselem modellel szemben azonban követelmény, hogy külsıleg statikailag határozott legyen, ezért itt egy Y és Z irányú megtámasztást alkalmazunk a 3.12 b ábra szerint. Ezzel kis hibát követünk el, hiszen az önsúly kiegyensúlyozását a kötélerık Y irányú vetülete biztosítaná. Figyelembe véve a gém 303 kg-os tömegét és a 27 kn-os hasznos terhet, megállapítható, hogy így 0,63%- al növekszik a terhelés, azaz jelentéktelen mértékben ugyan, de a biztonság irányába térünk el. Ezért, ezt a hibát elhanyagolhatónak találjuk 5

3.12. ábra. Az elmozdulási kényszerek megadása A támaszok meghatározása után meg kell adni a szerkezetet terhelı erıt is. Az elızıekben leírtakat is figyelembe véve, a teher és az emelı, illetve tartó kötelekbıl származó erıt egy a gém hossztengelyében ható nyomóerıként vesszük fel a 3.13 ábra szerint. 3.13. ábra. A terhelı erı megadása Az elkészült végeselem modell a 3.14 ábrán látható. 6

3.14. ábra. A végeselem modell A modellezés során szeretnénk a gém önsúlyát is figyelembe venni. Az egyes rudak tömegét a keresztmetszeti adatok és az anyagtulajdonságok között megadott sőrőség alapján a programok könnyen számítják. Mivel a gyorsuló rendszerek és a gravitációs mezık fizikai értelemben nem különíthetık el, ezért a gravitációs gyorsulást, mint a globális koordinátarendszerben értelmezett Y irányú gyorsulás adjuk meg a 3.15 ábra szerint. 3.15. ábra. A gravitációs gyorsulás megadása A végeselemes modellezık lineáris statikai modelljeit megoldó programok általában csak külsı erıkbıl, nyomásokból és az elmozdulási kényszerekbıl származó hatásokat vesznek figyelembe. Az acélszerkezeti szabványok azonban megkövetelik, hogy a hımérsékletváltozásból vagy például a napsugárzás hatására kialakuló, a szerkezet egyes részeinek eltérı melegedésébıl származó terheléseket is figyelembe vegyünk. Ilyen hımérsékleti terhekbıl származó igénybevételek adnak lehetıséget arra, hogy a gyártási tőrésekbıl származó igénybevételeket lineáris statikai vizsgálatok során figyelembe vegyünk, például zsugorkötések méretezésénél vagy a gyártási pontatlanságból származó feszültségek számításánál. Ezek a szabványok szintén elıírják az önsúly figyelembevételét, de számos esetben ehhez hasonlóan figyelembe kell venni a gyorsulásból adódó tömegerıket. A gépészmérnöki gyakorlatban sokszor elıfordul, hogy forgó mozgást végzı szerkezetekben a 7

centrifugális erı okozta hatásokat is figyelembe kell venni, gondoljunk csak a hurokhajtások kapcsán tanult optimális szíjsebességre, vagy a forgó tárcsákban mint pl. a gépjármővek gumiabroncsában keletkezı feszültségekre. E hatások figyelembevételére általában külön utasítás szolgál a végeselemes modellezıkben. A paraméterek megadására látunk példát a 3.16 ábrán. 3.16. ábra. A járulékos igénybevételek figyelembevétele A paraméterek megadása után megoldható a modell a 3.17 ábra alapján. 3.17. ábra. A lineáris statikai vizsgálat futtatása 8

Sikeres futtatás után az eredmények megjelenítése és értékelése következik. A 3.18 ábra szerint redukált feszültségeket jeleníthetünk meg a tartó deformálódott alakján. Ne feledjük, hogy BEAM elemek esetében az eredmények csak elemeken értelmezhetık. 3.18. ábra. Redukált feszültségek megjelenítése deformált alakon A kapott eredményeket a 3.19 ábra mutatja. Az ábrán jól látszik, hogy a gém az X-Y síkban az önsúly hatására meggörbül és a felsı nyomott övben a hajlításból és a nyomásból származó feszültségek egymásra szuperponálódnak. A gém lehajlása nagyon eltúlzott, célja hogy megértsük a terhelés hatására lejátszódó folyamatot. 9

3.19. ábra. A redukált feszültségek Lehetıség van az eredmények számszerő megjelenítésére is. Erre mutat példát a 3.20 ábra. A táblázatból kiderül, hogy az elemeken mindhárom irányban keletkeztek erık és nyomatékok, azaz bár a szelvény szimmetrikus körgyőrő keresztmetszet és a terhelés az X-Y síkban hat, a modell térbeli felépítése miatt valóban háromdimenziós probléma megoldására volt szükség. 3.20. ábra. A legnagyobb igénybevétel helyén keletkezı erık és feszültségek 10

Lehetıség van a nyomatéki és nyíróerı ábrák megjelenítésére is a 3.21 ábra szerint. A háromirányú erı húzó-nyomó és kétirányú nyíróerı valamint a csavaró- és két irányban vett hajlító nyomatékok az elemek koordináta-rendszerében értelmezettek. 3.21. ábra. A nyomatéki és nyíróerı ábrák megjelenítése A kétirányú hajlító nyomatéki ábrákat mutatja a 3.22. ábra. Az ábrán megfigyelhetı, hogy az övrudak és a bordaként szolgáló négyzet alakú rácsrudakat terheli hajlító nyomaték, míg a hosszú ferde rácsrudakban alig keletkezik hajlítás. 11

3.22. ábra. A hajlító nyomatéki ábrák 3 Megjegyzések A daruk acélszerkezetének vizsgálatával külön szabványok foglalkoznak, melyek figyelembe veszik a daruk üzemi körülményeit, meghatározzák és csoportosítják a lehetséges igénybevételeket és ezek alapján a parciális biztonsági tényezıket is figyelembe véve különbözı terhelési eseteket határoznak meg, melyek mindegyikére igazolni kell a szerkezet szilárdsági megfelelıségét, állékonyságát és stabilitás vesztéssel szembeni biztonságát. E feladat csak egy az elvégzendı vizsgálatok közül. A daruk tervezése, felülvizsgálata és üzemeltetése a jogszabályok alapján engedélyköteles tevékenység! 12

A feladat megoldása során nem foglalkoztunk a nyomott rudak kihajlásával, ez külön vizsgálatot igényel. A példatár következı gyakorlatában a szerkezet nyomott rúdjainak kihajlását vizsgáljuk Nem vizsgáltuk és ezzel a modellel nem is vizsgálhatnánk az egyes elemek kapcsolatait. A csomólemezek kialakításának vizsgálatára a végeselem modellezés más elemeit használhatjuk. A hegesztett kötések megfelelıségének megállapítására egyszerő számításokat végezhetünk a mechanika, gépelemek és acélszerkezetek tárgyakban tanultak alapján, felhasználva a most megoldott végeselem feladat eredményeit, a csomópontokban ható erıket. Különös figyelmet érdemel még a megtámasztásoknál a reakcióerık bevezetési helyének kialakítása. Helytelen kialakítás esetén a szelvények horpadása, illetve az itt keletkezı nyíróerık a szerkezet tönkremenetelét okozhatják. A kialakítás vizsgálatára szintén a végeselem modellezés más elemei szolgálnak. 13