SolidWorks Simulation. Как решать практические задачи +DVD
Год издания: 2012
Автор: Алямовский А.А.
Жанр или тематика: САПР, 3D-моделирование
Издательство: БХВ-Петербург
ISBN: 978-5-9775-0763-9
Язык: Русский
Формат: PDF
Качество: Изначально электронное (ebook)
Количество страниц: 445
Описание: Книга посвящена использованию САПР SolidWorks совместно с интегрированными расчетными модулями семейства Simulation: расчетам прочности и устойчивости конструкций в SolidWorks Simulation, решению задач гидрогазодинамики и теплопередачи в SolidWorks Flow Simulation, кинематики и динамики - в SolidWorks Motion. Даны постановка, моделирование, расчет и интерпретация результатов решения для конкретных инженерных задач. Особое внимание уделено слабо освещенным в отечественной литературе задачам геометрически-нелинейного поведения конструкций, моделирования изделий, содержащих фильтры и пористые среды, гидродинамического расчета турбомашин и др. Прилагаемый DVD содержит модели с результатами расчетов и цветные иллюстрации.
Книга может быть полезной как специалистам - для расширения кругозора и совершенствования навыков, так и студентам и аспирантам - в качестве методического пособия по практическому использованию современных САПР.
Оглавление
Введение ............................................................................................................................ 7
Список литературы ......................................................................................................... 9
Глава 1. Прочность и устойчивость конструкций — SolidWorks Simulation .... 11
1.1. Расчет витых цилиндрических пружин .................................................................. 11
1.2. Расчет прорезных пружин ....................................................................................... 21
1.3. Расчет линзового компенсатора .............................................................................. 38
1.3.1. Постановка задачи ............................................................................................. 38
1.3.2. Расчетные модели .............................................................................................. 40
1.3.3. Расчет конструкции при действии давления по твердотельной модели ...... 40
1.3.4. Расчет конструкции при действии давления по оболочечной модели ......... 45
1.3.5. Расчет конструкции при действии изгиба по твердотельной модели ........... 48
1.3.6. Расчет конструкции при действии изгиба по оболочечной модели.............. 52
1.3.7. Выводы ............................................................................................................... 55
1.4. Цилиндрическая оболочка с эллиптическим днищем .......................................... 56
1.4.1. Постановка задачи ............................................................................................. 56
1.4.2. Расчет конструкции по оболочечной модели .................................................. 57
1.4.3. Расчет конструкции при действии давления по плоской модели ................. 64
1.4.4. Выводы ............................................................................................................... 68
1.5. Расчет плоских тонких мембран ............................................................................. 68
1.5.1. Постановка задачи ............................................................................................. 69
1.5.2. Расчетная модель ............................................................................................... 69
1.5.3. Расчет мембраны по линейной и нелинейной модели ................................... 70
1.5.4. Определение объема между деформированной поверхностью
и плоскостью ................................................................................................................ 73
1.5.5. Выводы ............................................................................................................... 76
1.6. Устойчивость прямоугольной тонкой пластины при сдвиге ............................... 76
1.6.1. Постановка задачи ............................................................................................. 76
1.6.2. Расчетная модель ............................................................................................... 77
1.6.3. Аналитическое решение .................................................................................... 80
1.6.4. Расчет по линейной модели .............................................................................. 80
1.6.5. Расчет по нелинейной модели .......................................................................... 81
1.6.6. Выводы ............................................................................................................... 89
1.7. Расчет гибкой рамной конструкции ....................................................................... 89
1.7.1. Постановка задачи ............................................................................................. 89
1.7.2. Построение расчетной геометрической модели ............................................. 90
1.7.3. Расчетная модель ............................................................................................... 93
1.7.4. Результаты и их интерпретация ...................................................................... 104
1.7.5. Выводы ............................................................................................................. 109
1.8. Расчет предельного состояния вращающегося вала с изгибом.......................... 110
1.8.1. Постановка задачи ........................................................................................... 110
1.8.2. Расчетная модель ............................................................................................. 111
1.8.3. Результаты расчета и их интерпретация ........................................................ 118
1.8.4. Выводы ............................................................................................................. 125
1.9. Нелинейный расчет узла крепления датчика давления в осесимметричной
постановке ...................................................................................................................... 126
1.9.1. Постановка задачи ........................................................................................... 126
1.9.2. Расчетная модель конструкции как твердотельной осесимметричной
системы ....................................................................................................................... 127
1.9.3. Результаты и их интерпретация ...................................................................... 137
1.9.4. Выводы ............................................................................................................. 143
Глава 2. Гидрогазодинамика и теплопередача — SolidWorks Flow
Simulation ...................................................................................................................... 145
2.1. Дозвуковое обтекание крыла при различных углах атаки ................................. 145
2.1.1. Постановка задачи ........................................................................................... 146
2.1.2. Плоская нестационарная модель для бесконечного крыла .......................... 147
2.1.3. Стационарная модель для крыла конечного размаха ................................... 159
2.1.4. Крыло конечного размаха при 0,8 М ............................................................. 170
2.1.5. Модифицированная расчетная модель .......................................................... 172
2.1.6. Выводы ............................................................................................................. 178
2.2. Исследование течения в фильтрующей установке .............................................. 178
2.2.1. Постановка задачи ........................................................................................... 178
2.2.2. Получение характеристик пористой среды ................................................... 180
2.2.3. Расчет течения в колонне ................................................................................ 201
2.2.4. Выводы ............................................................................................................. 216
2.3. Тепловой расчет сушилки гальванотехнического производства ....................... 216
2.3.1. Постановка задачи .......................................................................................... 216
2.3.2. Расчетная модель ............................................................................................. 219
2.3.3. Результаты ........................................................................................................ 235
2.3.4. Выводы ............................................................................................................. 243
2.4. Моделирование холодильной витрины ................................................................ 243
2.4.1. Постановка задачи ........................................................................................... 243
2.4.2. Анализ возможности упрощения расчетной модели .................................... 248
2.4.3. Расчетная модель ............................................................................................. 265
2.4.4. Результаты ........................................................................................................ 275
2.4.5. Расчет с учетом влажности ............................................................................. 279
2.4.6. Выводы ............................................................................................................. 284
2.5. Тепловая модель офисного помещения ............................................................... 284
2.5.1. Постановка задачи ........................................................................................... 284
2.5.2. Построение расчетной модели ....................................................................... 285
2.5.3. Результаты и их интерпретация ...................................................................... 316
2.5.4. Выводы ............................................................................................................. 333
2.6. Гидравлическая модель центробежного насоса .................................................. 333
2.6.1. Постановка задачи ........................................................................................... 335
2.6.2. Расчетная модель ............................................................................................. 336
2.6.3. Базовый расчет ................................................................................................. 345
2.6.4. Анализ сходимости .......................................................................................... 351
2.6.5. Расчет при различных расходах ..................................................................... 356
2.6.6. Учет кавитации ................................................................................................ 358
2.6.7. Выводы ............................................................................................................. 363
2.7. Исследование гидропривода буровой установки ................................................ 364
2.7.1. Постановка задачи ........................................................................................... 364
2.7.2. Расчетная модель ............................................................................................. 365
2.7.3. Результаты и их интерпретация ...................................................................... 372
2.7.4. Выводы ............................................................................................................. 375
2.8. Газодинамика автомобильного турбокомпрессора ............................................. 376
2.8.1. Постановка задачи ........................................................................................... 376
2.8.2. Расчетная модель ............................................................................................. 377
2.8.3. Результаты и их интерпретация ...................................................................... 387
2.8.4. Выводы ............................................................................................................. 396
Глава 3. Кинематика и динамика — SolidWorks Motion ..................................... 397
3.1. Кинематика устройства сортировки ..................................................................... 397
3.1.1. Постановка задачи ........................................................................................... 397
3.1.2. Подготовка геометрической модели .............................................................. 398
3.1.3. Построение модели движения ........................................................................ 399
3.1.4. Выводы ............................................................................................................. 420
3.2. Имитация троса в модели движения ..................................................................... 421
3.2.1. Постановка задачи ........................................................................................... 421
3.2.2. Подготовка геометрической модели .............................................................. 421
3.2.3. Построение модели движения ........................................................................ 422
3.2.4. Выводы ............................................................................................................. 429
Приложения .................................................................................................................. 431
Приложение 1. Матрица функциональности SOLIDWORKS FLOW
SIMULATION ............................................................................................................... 433
Приложение 2. Физический смысл понятий, описывающих тепловое
состояние с точки зрения человека .......................................................................... 439
Приложение 3. Описание компакт-диска ............................................................... 443
Описание компакт-диска
На прилагаемом DVD-диске содержатся цветные иллюстрации, которые, применительно к результатам расчетов, являются намного более информативными, чем
оформленные в градациях серого. Также там находятся модели, соответствующие изложенному материалу, в формате SolidWorks с информацией о постановке задачи в Simulation. Если результаты имеют объем, позволяющий разместить их на диске,то они также присутствуют. Ряд моделей, в силу ограничения авторских прав, пришлось преобразовать в формат eDrawings, где доступна собственно геометрия (безвозможности провести измерения) и диаграммы с результатами. Модели и результаты собраны в папке Модели, иллюстрации — в папке Цветные иллюстрации. В исходном состоянии они занимают около 7 Гбайт.
Модели и расчеты выполнены в различных версиях SolidWorks, однако гарантировать их открытие совместно с условиями расчетов и результатами можно только
в версии 2011 г. SP 3.0 и более свежих.В настройках Simulation следует изменить расположение папок с результатами, как показано на рис. П1. Также рекомендуется размещать файлы с моделями, чтобы все папки "на пути к ним" содержали только латинские символы, поскольку некоторые релизы Simulation порождают ошибки при обработке путей с кириллицей. Также следует проконтролировать, чтобы папки с моделями имели доступ на изменение и запись.
