Решение тестовой задачи
Исходные данные
Создавая геометрическую модель можно либо построить ее по имеющимся геометрическим данным, либо импортировать файл чертежа, созданного в другой графической системе (AutoCAD, Компас). В данном случае будем использовать наименее трудоемкий второй вариант. Импортированная геометрия обычно не соответствует той форме, которая может использоваться непосредственно для генерации сети. Она может содержать дублированные точки, кривые и поверхности, незамкнутые поверхности или не согласовывающие кривые. Для приведения геометрической модели к нужному виду необходимо создать замкнутые области (поверхности) в которых предполагается одинаковая структура сетки.
Рис. 4.1. Модель надрессорной балки.
Рис. 4.2. Модель пятника, укрепленного на шкворневой балке вагона/
При создании объемной модели необходимо учитывать такой фактор, как точность детализации. Так, например, многие детали не оказывающие сколько-нибудь значительного воздействия на общую картину деформации деталей, или не влияющие на распределение напряжений вблизи контактных поверхностей могут быть опущены. Например, в модели балки опущена полка для крепления кронштейна мертвой точки рычажной передачи тормоза. Также не нашли своего отражения в модели многие скругления и гладкие переходы, являющиеся особенностью самой технологии литья надрессорных балок. Последнее сделано с целью облегчения объемной разбивки на конечные элементы.
На рис. показано то, каким образом смоделировано крепление пятника на нижней поверхности шкворневой балки. На рисунке видны вертикальные, а также нижний и верхний листы шкворневой балки, соединенные с самим пятником. Также показан фрагмент хребтовой балки, проходящей вдоль оси вагона. Стоит сказать, что необходимость в моделировании элементов рамы кузова возникла по той причине, что контактные поверхности зеркала пятника и поверхности скользунов оказываются никак не связанными между собой. С другой стороны, контактные элементы, расположенные на поверхностях скользунов, играют очень важную роль в процессе изнашивания зеркала подпятника. Это объясняется тем, что максимальные контактные давления на зеркале возникают именно в те моменты, когда вагон опрокидывается на скользуны, и пятник «становится» на ребро. В этом случае перераспределение давлений на зеркале не способно скомпенсировать величину опрокидывающего момента, и вагон «заваливается» на скользуны, которые на большом плече дают момент, способный скомпенсировать момент, действующий на кузов.
Принятые допущения:
1. Пятник и шкворневую балку рассматривать как одно тело
2. Не учитывать бурты и выступы, удерживающие от смещения пружины при движении тележки.
3. Пренебречь полкой для крепления кронштейна.
Вся объемная модель исследуемого пятникового узла грузового вагона представлена на рис. 4.3.
Рис. 4.3. Объемная модель пятникового узла
