Zadanie:
Zaprojektować przekrój cewonika zamontowanego poziomo w ścianie tak, aby jego masa była jak najmniejesza.
Dane:
Długość: 5 m
Materiał : 18G2A
Re : 330 MPa
X: 2
Podział na elementy:
Model składa się z trzech płaszczyzn, które podzielono elementym powłokowym typu SHELL93.
Optymalizacja:
W celu optymalizacji zastosowano potrójnie komendę DO, która zmieniała wartści wysokości, szerokości i grubości ceownika, a następnie zapisywała wyniki (wymiary, masę, napręzęnia maksymalne i strzałkę ugięcia) do pliku.
Dzięki temu rozwiązaniu udało się uniknąc czasu spędzonego na eksperymentalny dobór parametrów.
Uproszczony przykład kodu:
*DO,grubosc,grubosc_min,grubosc_max,gr_skok
*DO,szerokosc,szerokosc_min,szerokosc_max,szer_skok
*DO,wysokosc,wysokosc_min,wysokosc_max,wys_skok
.......(właściwy kod).......
*ENDDO
*ENDDO
*ENDDO
Wbrew oczekiwaniom - zwiększanie grubości cewnika powodowało wzrost, powstających w nim naprężeń. Wziązało się to ze wzrostem masy, która musiał udźwignąc materiał. Zależność naprężeń maksymalnych od grubości przedstawia poniższy wykres.
Spośród otrzymanych wyników wybrałem wariant ceownika o wymiarach 10x30 (szer. w wys.) i grubości 2 mm.
Naprężenia nieliniowe
Dla wybranych parametrów geometrycznych cewonika, naprżęnie maksymalne wyniosło 70 MPa, zaś strzałka ugięcia 16 cm.
Wnioski
Dla dobranego cewnika 10x30x2 uzyskano maksymalne napręzęnie rzedu 70 MPa, to jest znacznie mniej od dopuszczalnego 165MPa. Jednak dla mniejszych przekrojów cewonika w sposób znaczny wzrasta strzałka ugięcia. Dlatego zdecydowałem się wybrac przekrój przy którym nie dochodzi do kompletnego wykorzystania wytrzymałości elementu.
Waga otrzymanego cewnika wynosi 3.6 kg.
Kontakt
Sebastian Grzymała sem.VII AiR
