Анализ напряженно деформированного состояния элементов пресса 800х800 с усилием 500т
При работе над заказом по проектированию пресса встала задача проведения расчетов напряженно-деформированного состояния силовых элементов, таких как станина, траверса и опора нижней плиты. Целью расчета было определение распределения напряжений и деформаций, коэффициентов запаса по пределу текучести, максимальных прогибов в конструкции элементов.
Для построения моделей рассчитываемых элементов использовалась бесплатная параметрическая САПР общего назначения FreeCAD.
Конечно-элементная сетка была создана автоматически из тетраэдров типа C3D10, их количество составило около 400 000 элементов. Закрепления были заданы в основании станины, а нагрузки 5 МН в местах сопряжения станины с главным цилиндром и четырьмя колоннами.
После подготовки варианта расчета был проведен расчет методом конечных элементов с помощью CalculiX.
При расчете использовался решатель Pardiso в параллельном режиме на компьютере с использованием 16 ядер процессора Intel Core i9-12900KF и 64 ГБ основной памяти.
По результатам расчета было принято решение изменить конструкции элементов, чтобы добиться необходимого запаса прочности по пределу текучести и большей жесткости конструкции.
С этой целью были увеличены толщина и высота ребер, их количество и расположение, а также введены дополнительные элементы конструкции для обеспечения функциональности.
После каждого изменения совершались процедуры расчета с последующим анализом и улучшением конструкции.
Цикл проектирования с анализом напряженно-деформированного состояния завершился при достижении удовлетворительных значений коэффициента запаса и деформации конструкции.
По результатам проектирования подготовлена конструкторская документация, в состав которой вошли чертежи для плазменной резки элементов конструкции из листового метала, для точения закладных втулок, сборочный чертеж на сварку и чертеж для фрезерной и слесарной обработки.