Advanced DB Viewer

Advanced DB Viewer (ADBV) это бесплатная утилита для просмотра и анализа файлов ANSYS Mechanical APDL (.db), не требующая наличия комплекса ANSYS.

Метрическая резьба

Представленный пример иллюстрирует моделирование в среде LS-DYNA напряженно-деформированного состояния резьбового соединения в условиях быстро нарастающего внешнего силового воздействия. По условию задачи, на резьбовое соединение болт-гайка действует растягивающая сила величиной 1000 H в осевом направлении на промежутке времени 0,1 сек.

Геометрические модели объектов болт и гайка М12x1.25 по ГОСТ 24705-81 (СТ СЭВ 182-75) были созданы в CAD-среде SolidWorks и переданы в препроцессор LS-PREPOST c помощью формата *.IGES. Следует отметить, что благодаря корректной работе препроцессора с этим форматом, никаких дополнительных манипуляций с переданной геометрией деталей в дальнейшем не потребовалось.

На рисунках показаны конечно-элементные модели объектов исследования. Сетка включала в себя 47619 и 14581 твердотельных элементов SOLID164 для болта и гайки соответственно и создавалась методом автоматизированного построения.

В качестве моделей материала болта использовалась упруго-пластическая среда PLASTIC_KINEMATIC c дополнительным критерием разрушения по заданной величине предельных деформаций. Модель материала гайки - Rigid Bodies (абсолютно жесткое тело). Выбор материала одного из взаимодействующих объектов "жестким", безусловно не совсем корректен с точки зрения реального физико-механического процесса деформирования, но позволил более наглядно проследить динамику изменения напряженно-деформированного состояния резьбовой части одного из объектов (болта) и значительно сократить время получения решения.

На показанном слева рисунке можно наблюдать характер распределения напряжений по von Mises по поверхности модели болта. Более высокие значения сдвигающих напряжений локализованы в области первых витков и убывают по мере удаления от них. Это хорошо подтверждается как теоретически (теория машин и механизмов), так и практически (разрушение резьбы начинается с первых от зоны контакта витков).

Следующий ряд рисунков отражает напряженно-деформированное состояние модели в сечении, совпадающем с осью вращения моделей. Выражена концентрация критических напряжений в зоне контакта и прилегающих слоях с тенденцией быстрого уменьшения по мере приближения к центру детали.

Более подробно динамическую картину изменения напряженно-деформированного состояния можно проследить на анимации процесса деформирования: