برگشتن به مکانیک

دانلود پایان نامه مکانیک : تحلیل پیچ سر مدی ومقایسه آن با پیچ دو سو با نرم افزار اباکوس

۷,۰۰۰ تومان

Continue Shopping
دسته: برچسب: , , , , , , , , , , , , , , ,

توضیحات

دانلود پایان نامه مکانیک : تحلیل پیچ سر مدی ومقایسه آن با پیچ دو سو

73ص

 

چکيده

اغلب پیچ ها پس از ایجاد گشتاور دچار خوردگی  شده و تغییر شکل  داده و دیگر قابل استفاده نیستند . با استفاده از شکل گل پیچی خاص می توان این خوردگی را کاهش داد. این گل پیچ باید به گونه ای طراحی گردد که لقی آن پیچ گوشتی بسیار کم و تا حد امکان ایجاد تنش، کرنش و در نتیجه خوردگی کاهش یابد.

 

 

 

کليد واژه‌ها: پپچ سر مدی – تنش – کرنش – خوردگی – لقی .

فهرست مطالب

عنوان

فهرست علايم و نشانه‌ها ‌ج

فهرست شکل‌‌ها ‌د

فهرست جدول‌‌ها ‌دو

 

فصل 1- مقدمه 

1-1-پيشگفتار   1

1-2-هدف از پروژه 1

 

فصل 2- معرفی روش اجزا محدود. 2

2-1-انتگرال وزنی و تشکیل روابط ضعیف… 3

2-2-انتگرال گیری عددی به روش گاوس…. 7

2-3-روش های تغییراتی و باقیمانده وزنی.. 8

2-4-روش نقطه یابی.. 9

2-5-روش مینیمم مربعات… 10

2-6-روش لنگرها 10

2-7-روش گالرکین.. 10

2-7-1-فرم عمومی روش گالرکین… 11

2-8-نرم افزار Abaqus 12

 

فصل 3- معرفی پروژه

3-1-پیشینه        14

3-2-کلیات طرح  15

 

فصل 4- مدل سازی و روش تحلیل.. 18

4-1- محیط part……………….. 18

4-2-محیط property  20

4-3- محیط assembly. 31

4-4- محیط step   33

4-5- محیط interaction  38

4-6- محیط load  42

4-7- محیط mesh: 45

4-8- محیط job  47

4-9-محیط visualization‌ 49

 

فصل 5- نتایج و صحت سنجی 50

4-1- نمودار جابه جایی…………………… 51

4-2- نمودار کرنش    52

4-3- نمودار تنش…. 52

 

فصل 6 -نتیجه­گیری و پیوست   54

 

فهرست مراجع  57

 

 

فصل 1-     مقدمه

1-1-       پيشگفتار

     مصرف روز افزون پیچ ها وکاربرد فروان آن در صنعت موجب شده است که این ابزار مصرف زیادی را در میان دیگر ابزار متصل کننده به خود اختصاص دهد.

انواع پیچ ها متفاوت در بازار موجود هست که هر کدام برای هدفی ساخته و استفاده می گردند . در این میان پیچ های دو سو ، چهار سو و سر آلنی به واسطه سهولت کار با آن ها و تحمل گشتاور زیادتر  بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند.

با ایجاد گشتاور به منظور باز و بسته کردن پیچ ، میزانی خوردگی بر روی گل پیچ  به وجود می آید که باعث از کار افتادگی گل پیچ می شود. برای کاهش میزان خوردگی در این تحقیق نوعی گل به شکل مد طراحی شده است، تا گشتاور نیز بیشتر تحمل کند.

1-2-      هدف پروژه

هدف‌ اساسي‌ از تهيه اين پروژه تحلیل میزان خوردگی در پیچ ها و ارائه ی راه کاری مناسب برای کاهش خوردگی در گل پیچ  به وسیله افزایش سطح تماس میان پیچ و پیچ و گوشتی می باشد.

در این پروژه شکل گل خاصی از پیچ به صورت مد مورد ارزیابی قرار می گیرد تا  حد امکان میزان خوردگی در پیچ کاهش یابد.

پس از ارائه شکل گل پیچ ، با پیچ دو سو به عنوان یک پیچ متداول و پر مصرف  تحلیل ومقایسه می گردد و در انتها نیز نتایج حاصله از تحلیل این دو نمونه پیچ ارائه می گردد.

 

 

 

 

فصل 2-    معرفی روش اجزا محدود

 

در حالت کلی، برای تحلیل یک مسأله مهندسی باید یک مدل ریاضی از شرایط فیزیکی مورد­­­­نظر به دست آورد. مدل ریاضی یک مسأله هندسی اصطلاحاً معادلات حاکم بر آن مسأله نامیده می شود. معادلات حاکم بر یک مسأله مهندسی، عمدتاً معادلات دیفرانسیل به همراه یک دسته از شرایط اولیه و شرایط مرزی هستند. این معادلات دیفرانسیل از اعمال قوانین پایه ای هم چون قوانین تعادل جرم، نیرو و انرژی به یک جزء دیفرانسیلی به دست می آیند. در هر مسأله مهندسی دو دسته از متغیرها را می توان شناسایی کرد که بر رفتار سیستم تأثیرگذار هستند.

الف- متغیرهایی که در مورد رفتارهای طبیعی ماده اطلاعاتی را در اختیار قرار می دهند، مانند مدول الاستیک، ضریب هدایت حرارتی، ویسکوزیته و …

ب- متغیرهایی که بیانگر بار اعمالی از محیط خارج سیستم هستند، مانند نیروهای خارجی، گشتاور، اختلاف دما، فشار سیالات خارجی و…

در صورتی که با دانش ریاضی در مورد حل معادلات دیفرانسیل بتوانیم حل دقیق[1] این معادلات را پیدا کنیم، به پاسخ های کاملاً دقیق دست یافته ایم. جواب تحلیلی یک معادله دیفرانسیل شامل دو بخش همگن و ویژه است. پارامترهای قسمت الف، همواره در بخش حل همگن ظاهر شده و پارامترهای قسمت ب در بخش حل ویژه معادله دیفرانسیل ظاهر می شوند.

مسایل هندسی بسیاری وجود دارند که روش حل دقیق برای آن ها وجود ندارد. مشکل حل دقیق در مسایل، به پیچیده بودن معادلات دیفرانسیل یا پیچیده بودن شرایط مرزی یا شرایط اولیه مربوط می شود. در ارتباط با چنین مسایلی به روش های حل عددی[2]  پناه می آوریم. در مقایسه با روش های حل دقیق که پاسخ مسأله را در تمام نقاط دامنه تحلیل به دست می آورند، روش های عددی، تنها می توانند پاسخ دقیق را در نقاط گسسته ای از سیستم حدس بزنند. در روش های عددی، دامنه معادلات دیفرانسیل به مناطق تکه ای[3] تقسیم می شوند. هر تکه از دامنه اصطلاحاً یک المان[4]  نامیده می شود و رئوس المان ها، گره نامیده می شوند.

روش های عددی در حل معادلات، دیفرانسیل حاکم، به دو دسته عمده تقسیم می شوند:

الف- روش تفاضل محدود(Finite Difference Method)

ب- روش المان محدود(Finite Element Method)

در روش تفاضل محدود، معادلات دیفرانسیل برای هر یک از گره ها جداگانه نوشته شده و روابط مشتق با استفاده از معادلات تفاضلی جایگزین می شوند. نتایج این روش به صورت یک سری معادلات خطی هم زمان ارایه می شوند. یادگیری روش تفاضل محدود، نسبتاً آسان بوده و در مسایل ساده کاربرد دارد. استفاده از این روش در مسایل پیچیده بسیار مشکل خواهد بود.

در روش اجزای محدود، معادلات دیفرانسیل برای هر یک از المان ها، با درنظر گرفتن توابع درون یابی حل شده و معادلات حاکم بر یک المان استخراج می شود. از سر هم کردن معادلات مربوط به تک تک المان ها، معادلات حاکم بر کل مدل به دست می آید. در نهایت معادلات دیفرانسیل حاکم بر کل مدل با یک دستگاه معادلات جبری خطی یا غیرخطی جایگزین می شود.

روش اجزای محدود، یک روش حل عددی است که برای بسیاری از مسایل مهندسی قابل استفاده است. مسایل پایدار، گذرا، خطی و غیر خطی در تحلیل تنش، انتقال حرارت ، سیالات، الکترومغناطیس و غیره می توانند با استفاده از روش اجزای محدود تحلیل شوند. بدون شک افتخار داشتن عنوان اولین کسی که این روش را برای حل مسایل مهندسی ابداع نمود، به courant می رسد.

Courant در مقاله ای که در سال 1943 چاپ شد، از درون یابی تکه ای چند جمله ای ها، در مدلی که به نواحی مثلثی تقسیم شده بود برای حل مسأله پیچش استفاده کرد. گام بعدی در ایجاد روش اجزای محدود را می توان فعالیت های شرکت Boing در نظر گرفت. در سال 1950 شرکت Boing برای مدل سازی بال های هواپیما از المان های مثلثی استفاده کرد. با این همه، هنگامی که در سال 1960شخصی به نام Clough در مقاله ای اصطلاح« اجزای محدود» را به کار برد، این روش عمومیت یافت. در طول این سال ها، محققین اقدام به استفاده از روش اجزای محدود در مسایل دیگر مهندسی هم چون انتقال حرارت و سیالات کردند. در سال 1967، Zenkiewicz  و Cheung  اولین کتاب در مورد روش اجزای محدود را تألیف کردند.

روش اجزای محدود روشی برای حل تقریبی معادلات دیفرانسیل حاکم بر محیط های پیوسته است. به این منظور دستگاهی از معادلات جبری مربوط به تعدادی از متغیرها تشکیل و حل میشوند. محبوبیت این روش بیشتر به دلیل سهولت برنامه نویسی آنست. این روش در اوایل برای حل مسائل سازه ای به کار گرفته شد، ولی استفاده از آن در زمینه های مختلف گسترش یافت.

اولین گام، جداسازی یا قطعه بندی محیط پیوسته موردنظر است. این گام شامل تقسیم بندی محیط به زیرمحیط هایی است که اجزای محدود گفته میشوند و همچنین انتخاب نقاطی است که به آنها گره میگویند. نقاط گره ای روی مرز المان های داخل آنها قرار دارد. تغییر مکانها و نیروها در گره ها به صورت متغیرهای جدا از هم بدست می آید. تغییر مکان و سایر کمیت های وابسته در یک نقطه المان با استفاده از توابع درونیابی و متغیرهای گرهی مربوط میشوند.

[1] Exact Solution

[2] Numerical Methods

[3] piecewise

[4] Element

 

 

فصل 1-     مدل سازی روش تحلیل

 

4-1- محیط part :

در Abaqus/CAE برای ایجاد مدل هندسی قطعات از ماژول Part استفاده می­شود. با استفاده از امکانات ماژول Part هر یک از قطعات سازنده­ی یک مدل جداگانه ترسیم و نام­گذاری شده و امکان اصلاح و ویرایش دارند.

شکل4-1. نحوه­ی دسترسی به ماژول Part

 

با استفاده از این کادر گفتگو، می توان ویژگی های مدل هندسی قطعه ی مورد نظر از قبیل فضای مدل سازی، نوع قطعه و شکل و نوع طرح اولیه را تعیین کرد. در Abaqus هر قطعه با یک نام مشخص می شود، برای تعیین نام یک قطعه در کادر گفتگوی Create part در مقابل گزینه ی Name، نام bolt را برای قطعه ی موردنظر تایپ می کنیم.

برای ترسیم مدل هندسی یک قطعه باید یکی از حالت های مختلف فضای مدل سازی را که در کادر گفتگوی Create part در قسمت Modeling Space نمایش داده شده است، انتخاب کنیم.

حالت 3D (سه بعدی) را انتخاب می کنیم. در این حالت مدل هندسی قطعه در دستگاه مختصات سه بعدی X-Y-Z، ترسیم می شود.

نوع قطعه­ی مکانیکی از نظر تغییرشکل پذیری با انتخاب یکی از گزینه­های موجود در قسمت Type از کادرگفتگوی Create part تعیین می شود.

انتخاب گزینه­ی Deformable (تغییرشکل پذیر)، قطعه­ی مورد نظر را به عنوان یک قطعه­ی تغییرشکل پذیر معرفی می­کند. تمام قطعاتی که در طبیعت وجود دارند، قطعات تغییرشکل پذیر هستند. در واقع هیچ جسم کاملاً صلبی در طبیعت وجود ندارد، اما با توجه به میزان تغییرشکل پذیری می توان برخی از اجسام را نسبت به اجسام دیگر، صلب در نظر گرفت. یک قطعه­ی تغییرشکل پذیر، قطعه ای است که تحت بارهای مکانیکی، حرارتی و الکتریکی تغییرشکل می ­دهد.

در ماژول Part برای ترسیم مدل هندسی یک قطعه، ابتدا طرح ابتدایی[1] به صورت دوبعدی یا تک بعدی ترسیم می شود. سپس با انجام عملیات مختلف می­توان به آن بُعد داد و در نهایت یکی از انواع شکل­های مورد نظر را تولید کرد. برای انجام این کار، در کادر گفتگوی Create Part، نوع شکل نهایی و همچنین عملیات مربوطه را در قسمت Base Feature انتخاب می­کنیم.

شکل Solid بیانگر یک قطعه­ی سه بعدی توپر است؛ مانند اغلب اجسامی که در محیط اطراف ما هستند. یک شکل Solid را می­توان با انجام یکی از عملیات Sweep، Revolution و Extrusion روی یک طرح ابتدایی دوبعدی ایجاد  کرد.

در روش Extrusion، طرح ترسیم شده در راستای عمود بر صفحه به صورت­های ساده، زاویه­دار یا پیچشی به صورت توپر اکسترود می­شود.

در مقابل گزینه­یsize  Approximate می­توان اندازه­ی تقریبی ترسیم را وارد کرد. در واقع عدد وارد شده در این قسمت، صفحه­ی ترسیمی به صورت مربع و با طول و عرض یکسان به اندازه­ی مقدار وارد شده ایجاد می­کند. بهتر است مقدار وارد شده سه برابر طول بزرگترین ترسیم باشد. مقدار 0.1 را وارد می­کنیم.

در ماژول part دو sketch متفاوت برای پیچ(با نام bolt) وپیچ گوشتی (با نام hold )ایجاد می کنیم . در هر دو از فضای سه بعدی و برای پیچ از نوع تغییر شکل پذیر( (deformable و برای پیچ گوشتی از نوع صلب (discrete rigid) استفاده می کنیم.

.

.

.

شکل4-2-ایجاد  sketch

برای کشیدن گل پیچ ابتدا از آیکون عمودی، گزینه ی را انتخاب می کنیم. سپس با تعیین دو نقطه، یکی مرکز دایره و دیگری نقطه ای بر روی محیط آن، دایره ای به شعاع m0.013 ایجاد می­کنیم، سپس بر رویdone  را کلیک می کنیم و مقدار پهنای گل پیچ را m0.01می دهیم.

در رسم پروفیل مربوط به پیچ گوشتی و گل پیچ با داشتن نقاط مختلف از پروفیل در سو از گزینه ی  و در پیچ سر مدی از گزینه ی  استفاده می کنیم.

برای کاستن جای پیچ گوشتی از منو اصلی shape سپس cut Extrud  را می زنیم، وپس از انتخاب یک لبه از شکل برای کاستن اقدام می کنیم. میزان عمق لازم برای کاستن جای پیچ گوشتی پس از رسم پروفیل مربوط به شکل گل پیچ را m 0.005 وبرای عرض آن m 0.004 قرار می دهیم.

برای رسم پیچ گوشتی صلب نیز از همان پروفیل با عرض m 0.0035(m0.0005برای لقی پین پیچ و پیچ گوشتی) و عمق m0.05استفاده می کنیم.

 

دیدگاهها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین نفری باشید که دیدگاهی را ارسال می کنید برای “دانلود پایان نامه مکانیک : تحلیل پیچ سر مدی ومقایسه آن با پیچ دو سو با نرم افزار اباکوس”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *