Цели В этой главе рассматривается:

 Создание контактных регионов

 Просмотр контактных регионов

 Удаление контактных регионов

 Установка критериев

 Лимитация

 Методы оптимизации сетки

На не разнесенной сборке появляется иконка контакта, которая представляет контактную область, как показано на рисунке 7-6.

Опция Face/Surface позволяет создавать специфические контактные регионы между гранями или поверхностями. Прежде чем Вы можете создать специфический контактный регионам между гранями и поверхностями, как и для кромок с кривыми, Вам, возможно, нужно создать границы. Вы можете создать имитационные поверхностные регионы, которые действуют как границы, выбрав Feature > Surf Region > Create. Появляется меня SIM FEAT OPER с теми же опциями, что описаны в таблице 7–1.

После завершения создания имитационного поверхностного региона, Вы можете создать контактный регион, выбрав Model > Contacts > Create > Face/Surface. Когда Вы выбираете регион, который только что создали, он становится контактным регионом.

Разнесённая сборка, в которой должны быть созданы контактные регионы  между границами двух поверхностей, показана на рисунке 7-7. Для этого должны быть созданы имитационные поверхностные регионы, как границы специфического контактного региона.

На не разнесенной сборке появляется иконка контакта, которая представляет контактную область, как показано на рисунке 7-8.

Опция Part позволяет создать контактный регион между двумя поверхностями детали. После выбора Part Вы будете запрошены выбрать две поверхности. По умолчанию Pro/MECHANICA назначает части этих поверхностей в контактный регион, автоматически определяя его границы. Преимущество Pro/MECHANICA при назначении частей этих поверхностей в контактный регион в том, что Вы нет должны создать специфические контактные регионы, так что это эффективный процесс. Недостаток в том, что у Вас недостаточный контроль над контактным регионом, поскольку Вы не в состоянии определить конкретные границы для деталей. Сборка, в которой должны быть созданы контактные региона между деталями, показана на рисунке 7-9.

На не разнесенной сборке появляются иконки контакта, которые представляет контактные регионы, как показано на рисунке 7-10.

Контактный анализ проведен перемещением двух контактных тела ближе друг к другу. При прогоне анализа Pro/MECHANICA размещает между двумя контактными регионами множество линейных пружинных элементов. Сила в пружинах может быть рассчитана с использованием закона Гука, F=kx, где k - константа пружины, а x - длина пружины в сжатом состоянии. Так как два контактных региона приближаются друг к другу, длина в сжатом состоянии (x) уменьшается, а сила (F) увеличивается. Pro/MECHANICA использует метод устранения, чтобы удалять пружины из анализа если усилие в этих пружинах ниже определенной величины. Остальные пружины создают контактную область между двумя моделями. Статический анализ является прогоном с двумя телами, соединенными контактной областью.

Важно, чтобы два контактных региона не касались между собой при прогоне контактного анализа. Когда они касаются, контактные регионы не могут быть перемещены ближе друг к другу и данный метод устранения не будет работать. Анализ закончится с неисправимой ошибкой.

Сделайте расстояние смещения между регионами достаточно большим, чтобы оно было видимо с вида по умолчанию. Если расстояние слишком большое, Pro/MECHANICA предупредит Вас при создании контактного региона.

После того как Вы создали контактный регион, Вы можете пересмотреть и удалить его, используя опции Review и Delete из меню CONTACTS.

Вы можете просмотреть контактный регион, чтобы убедиться в корректности его кромок, поверхностей или частей поверхностей и связанной системы координат. Выберите Model > Contacts > Review и выберите контактный регион. Модель появляется с выделенными контактными регионами, как показано на рисунке 7-11. Также появляется диалоговое окно Information, как показано на рисунке 7–12.

Когда Вы нажмёте кнопку в диалоговом окне Information, контактный регион выделяется белым цветом. В данный момент Вы можете выбирать другой контактный регион.

Вы не можете модифицировать контактные регионы в Pro/MECHANICA, так что если контактный регион неподходящий, Вам нужно удалить его и создать заново. Вы можете удалить контактный регион, выбрав Model > Contacts > Delete и выбрав иконку контактного региона, который Вы желаете удалить.

Критерии являются скалярными величинами, которые Вы можете установить, чтобы проверять поведение модели при определённых технических условиях (например, максимальное напряжение Мизеса). Вы можете определить критерии в диалоговом окне Measures, показанном на рисунке 7–13, выбрав Structure > Model > Measures.

Вы можете использовать критерии определённые системой или определённые пользователем. Имеется два способа создания определённых пользователем критериев. Первый - созданием контактных регионов. Контактные регионы, которые Вы создаёте, интерпретированы Pro/MECHANICA как определенные пользователем критерии. Они автоматически добавляются к диалоговому окну Measures, из которого Вы можете выбирать, просматривать, удалять или копировать их. Второй метод создания определённого пользователем критерия - нажать кнопку в диалоговом окне Measures. Появляется диалоговое окно Information с сообщением: The measure is defined relative to the highlighted coordinate system. После нажатия кнопки появляется диалоговое окно Measure Definition, как показано на рисунке 7–14.

В диалоговом окне Measure Definition Вы можете ввести название и описание для критерия, который Вы создаете и определяете количество, составную, пространственную оценку, интервалы времени/частоты, объекты.

После того как Вы создали контактные регионы и определили критерии, Вы можете настроить и прогнать контактный анализ. Выберите Analyses из меню MEC STRUCT. Открывается диалоговое окно Static Analysis Definition, как показано на рисунке 7-15.

В диалоговом окне Static Analysis Definition Вы можете установить нагрузки и ограничения, метод сходимости и интервалы нагрузки. Для завершения настройки контактного анализа нажмите кнопку . Для прогона контактного анализа выберите Run из меню MEC STRUCT, определите настройки прогона и нажмите кнопку .

Есть три первичных типа результатов для контактного анализа: интервалы нагрузки, суммы давления в контактных регионах и смещение деталей.

Нагрузки могут прикладываться ступенчато, чтобы определять где детали вступают в контакт. Из результатов контактного анализа, Вы можете увеличить или уменьшить количество шагов, чтобы определять, где Вы получаете оптимальный контакт.

Например, в редукторе (например, с цилиндрическими прямозубыми колёсами), вращающий момент ведущего вала передаётся контактной силой зубьев. Приращение контактной силы позволяет Вам исследовать эффект контактных интервалов силы на наборе критериев (например, площадь нажима).

Вы можете определить количество давления на контактные области, чтобы видеть, может ли деталь выдержать это давление. Величина давления зависит от нагрузки, которую Вы прилагаете, и размера контактного региона. Из результатов контактного анализа Вы можете определить, увеличивать или уменьшать нагрузку или, если нагрузка не может быть изменена, увеличить или уменьшить контактный регион, чтобы распределить нагрузку.

Например, в сборке рельса и колеса величина давления в зоне контакта будет важным фактором, который нужно рассмотреть, обусловливая поверхностную прочность и износ контактирующих тел.

По результатам контактного анализа Вы можете посмотреть на смещение деталей, чтобы определить величину контакта между двумя деталями после того, как приложена нагрузка.

Например, если контактная область в простой задвижке на воротах очень мала, характеристика системы не может быть эффективна.

Для контактного анализа имеются следующие ограничения:

• С контактным анализов вы можете выполнить только Standard, Global Sensitivity и Optimization изучения; изучение локальной чувствительности для контактного анализа не доступно.

• Для контактного анализа Вы можете иметь только один набор нагрузок; комбинирование наборов нагрузок не допускается.

• Вы не можете разместить предписанные смещения (то есть, заданное перемещение или ограничение вращения) на определённых контактных регионах; Pro/MECHANICA предполагает, что контакт в контактных регионах происходит без трения.

• Pro/MECHANICA может выполнить контактный анализ только на 3D и 2D твердотельных элементах (например, поверхностные регионы не могут быть созданы на поверхностях с балочными или оболочечными элементами).

• Контактные регионы создаются между кривыми, поверхностями и объёмами. Вы не можете создать контактный регион между поверхностями. Контактные регионы должны быть определены прежде, чем будет создана для модели сетка.

Результаты контактного анализа зависят от плотности сетки в контактных областях. Элементный размер должен быть тем же или меньше, чем контактный регион. Вы можете достичь этого использованием следующих руководящих принципов:

• Используйте настройки AutoGEM, чтобы изменять соотношение геометрических размеров или углы кромок и граней. Установка меньшего значения для этих параметров ограничивает, насколько большой элемент может быть. Для изменения настроек AutoGEM выберите Settings в меню MECHANICA, затем AGEM Settings в меню Settings. Открывается диалоговое окно AutoGEM Settings. Нажмите кнопку . Открывается диалоговое окно Element Limits, как показано на рисунке 7-16.

В независимом режиме Pro/MECHANICA опция Move or Delete Existing Points диалогового окна AutoGEM Settings имеет тот же самый эффект, что и малая сосредоточенная сила.

 

• Вы можете предписать Pro/MECHANICA создать меньшие элементы в контактной области, вставляя затравочные точки в контактную область. Применение очень небольшой сосредоточенной силы в этих затравочных точках проверяет, что Pro/MECHANICA не игнорирует их.

• Вы можете создать регионы в контактных областях используя опции меню Features. Это оптимизирует сетку, но увеличивает время выполнения.

• Используйте 2D модели, где это возможно. Это увеличивает точность, упрощает настройку и уменьшает время выполнения.