Материал: m34700

106

убедиться в наличии в базе данных стандартных шпонок, шлицевых соединений.

В результатах расчета необходимо обратить внимание на предлагаемую длину шпонки. Скорректировать ее до требуемого значения по длине ступицы и сделать соответствующее заключение. Размеры шпонки зафиксировать в пояснительной записке.

Проектирование резьбовых, сварных и заклепочных соединений имеет много общего и включает в себя следующие действия:

1)задание геометрии соединения;

2)размещение нагрузок, действующих на соединения;

3)ввод исходных данных;

4)выполнение проектировочного расчета;

5)выполнение проверочного расчета;

6)просмотр результатов счета и их запись.

Ввод геометрии соединения осуществляется с помощью специализированного графического редактора, входящего в состав WinJoint. Он включает достаточно широкий набор графических примитивов, позволяющий задать соединения произвольной формы (по очертаниям стыка) с произвольным размещением крепежных элементов. Редактор имеет простой и удобный интерфейс.

Редактор соединений WinJoint имеет рабочее поле редактирования (окно редактирования) с вертикальной и горизонтальной линейками, со шкалами, выполняющими одновременно роль полос прокрутки. Нажимая кнопки на линейках можно просматривать различные участки рабочей плоскости.

Имеется также инструментальная панель, содержащая кнопки для вызова основных команд редактора (горизонтальный ряд), а также для вызова кнопочного меню нижнего уровня (всплывающие вертикальные ряды). Щелчком левой клавиши мыши на соответствующей кнопке вызывается нужная команда.

Информационная панель используется для вывода текущих значений параметров в процессе проектирования стыка соединения, что упрощает процесс рисования.

Пользователь может увеличить размеры рабочего поля за счет удаления с экрана линеек, инструментальной и информационной панелей (команды Линейки, Инструментальная панель, Окно статуса, всплывающего меню Вид), которые можно в лю-

107

бой момент времени снова вернуть на экран. Предусмотрено изменение масштаба изображения, палитры цветов, вывод вспомогательной прямоугольной сетки.

С целью приобретения навыков работы с редактором рекомендуется выполнять основные операции, используя все виды подсказок, в том числе и команду Помощь, а также пиктографические изображения на кнопках. В дальнейшем, по мере накопления опыта, интуитивно понятные действия будут обеспечивать высокую скорость работы.

Общие принципы работы с редактором следующие. Рисование или редактирование какого – либо элемента осуществляется переключением редактора в режим рисования этого элемента путем выбора соответствующей кнопки на инструментальной панели либо команды в меню.

Рисование элемента стыка сводится к заданию точек, определяющих его размеры и положение на плоскости, причем эти точки и порядок их ввода зависят от выбора способа рисования объекта (прямыми, дугами, прямоугольниками, окружностями и т.п.). Нажатие левой клавиши мыши вызывает соответствующую команду, а нажатие правой в большинстве случаев приводит к отмене предыдущей команды. Особенности работы каждой команды приведены в справочнике команд (Помощь).

Редактирование в системе WinJoint включает в себя изменение параметров элементов соединения, а также их удаление. Выбор редактируемого элемента (выделяется цветом после нажатия левой клавиши мыши при подводе к нему курсора), параметров для редактирования, установка требуемых размеров и их подтверждение осуществляются соответствующим перемещением курсора.

Поверхность стыка должна быть графически задана для расчета резьбовых, заклепочных и стыковых сварных соединений. Поверхность стыка необходимой формы и размеров определяется внешним и внутренним контурами, построенными с помощью команд меню Построение отрезков и дуг. Соответствующими командами внешний контур отображается толстой линией синего цвета, а внутренний – красного. Область, ограниченная внешним контуром, включается в поверхность стыка, а внутренним исклю-

108

чается из поверхности. Поверхность стыка может быть «закрашена» белым цветом.

Нагрузки, действующие на соединения, делятся на нормальные к плоскости соединения и касательные к ней. Касательные силы могут быть приложены как в плоскости соединения, так и на определенном расстоянии от нее (по оси z). Положение точек приложения сил относительно стыка не ограничивается. При выполнении проектировочного расчета задаются номинальные значения нагрузок, а при проверочном расчете можно указать пределы изменения переменных нагрузок.

Для выполнения расчета необходимо задать характеристики материалов – предел прочности, предел текучести, коэффициент трения, а также значения коэффициентов запаса. В меню команды Расчет выбрать Тип проектировочного или проверочного расчета. При проведении проверочного расчета пользователь может изменить некоторые параметры. По команде Расчет Расчет ! в главном меню выполняются вычисления, по завершении которых появляется окно с сообщением.

Просмотр результатов проводится командой Результаты главного меню.

Для резьбовых соединений включаются геометрические параметры соединения и нагрузки, действующие на болты и на плоскость стыка (картина изменения напряжений). При проверочном расчете задаются переменные внешние нагрузки; можно изменить диаметры болтов с помощью команды Данные Дополнительный параметр.

Заклепочные соединения проектируются аналогично болтовым, поставленным без зазора. Внешние нагрузки могут действовать только в плоскости стыка, так как заклепки по программе рассчитываются только на срез. Рассчитанный диаметр заклепки принимается как минимально допустимый.

Тавровые и нахлесточные сварные соединения задаются отрезками, дугами и окружностями, изображающими их очертания по форме и размерам. В результате расчета вычисляется минимальное значение катета шва и распределение напряжений по его длине, а также другие параметры соединения. В проверочном расчете задаются переменные внешние нагрузки, катет сварного шва и эффективный коэффициент концентрации напряжений, принимаемый 2,0…3,5 для низкоуглеродистых сталей и 2,0…4,5

109

для низколегированных (большие значения для фланговых швов), с помощью меню Данные Дополнительные параметры.

Стыковые сварные соединения проектируются изображением геометрии стыка свариваемых деталей и вводом нагрузок точно так же, как и для резьбовых. При проверочном расчете необходимо ввести переменные внешние нагрузки, а также эффективный коэффициент концентрации напряжений, принимаемый для низкоуглеродистых сталей не менее 1,2 и низколегированных не менее 1,4, с помощью команды меню Данные Дополнительные параметры.

Соединения точечной сваркой проектируются размещением точек на стыке свариваемых деталей, используя команду Данные Точки, и нагрузок, действующих только в плоскости стыка. При проверочном расчете необходимо задать переменные внешние нагрузки. Также можно задать диаметр точки и эффективный коэффициент концентрации напряжений (для стали 10 принимается 7,5, стали 30ХГСА – 12, для связующих швов – 1,4) командой

меню Данные Дополнительные параметры.

110

Глава 7. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ТЕХНИЧЕСКОГО АНАЛИЗА В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

Теоретические разработки и практика работы высшей школы позволили сформулировать структуру и организационнометодические формы учебного процесса. Ведущая роль лекций, учебников и учебных пособий подкрепляется комплексом лабораторно – практических занятий, учебных расчетно-графических работ и курсовых проектов. Контроль и самоконтроль знаний предусматривает использование тестовых заданий.

7.1. Виртуальная лабораторная работа

В системе дистанционного обучения используются виртуальные лабораторные работы, концепция которых по курсу деталей машин реализована в специальном комплексе. Комплекс виртуальных лабораторных работ включает в себя основные разделы курса и базируется на инструментально – экспертной системе АРМ WinMachine. Возможно выполнение лабораторных работ на реальной установке по дистанционному заказу обучаемого.

Основные идеи комплекса показаны в содержании и форме лабораторной работы по исследованию работоспособности вала.

Виртуальная лабораторная работа ДМ1

Исследование зависимости выносливости вала от способа соединения со ступицей

1. Актуальность темы.

Выносливость вала зависит от его геометрических форм и размеров, материала, вида нагрузок и их характера, технологии изготовления. Вращающиеся детали соединяются с валом чаще