Laboratoria MES
Andrzej Szeszycki
Prowadzący: dr inż. P. Wasilewicz

1. Cel ćwiczenia

Zapoznanie się z programem SolidWorks, a w szczególności z dodatkiem przeznaczonym do symulacji, który pozwala badać wytrzymałość konstrukcji, pozwala na symulację odkształceń, naprężeń, przemieszczeń w zaprojektowanym elemencie za pomocą Metody Elementów Skończonych.

Zaprojektować cienkościenny słup regałowy o wymiarach [mm] podanych na poniższym rysunku:

1. Wykonanie ćwiczenia

Zaprojektowanie w SolidWorks cienkościennego słupa takiego jak na powyższym rysunku. Element ma grubość 1,5mm, wysokość pojedynczego elementu 50mm Przypisanie materiału zaprojektowanej belce: Stal węglowa. Przypisanie odpowiednich umocowań dla słupa.

Obciążenie słupa na końcu siłą o wartości 10000N lub momentem o wartości 1000N.

Stal węglowa:

1. Wyniki

Doświadczalne znalezienie średniego środka ciężkości jako współrzędną punktu przyłożenia siły. Współrzędne: x-pozioma, y- pionowa, z- prostopadła do x
Z=-28 ; X=0 ; Y=50

Obliczenie średniego pola:

$$l = \frac{P*l}{\text{EA}}$$

$$A = \frac{P*l}{l*E} = \frac{10000*750}{0,069*2,1*10^{5}} = 516\ \text{mm}^{2}$$

Doświadczalne znalezienie średniego środka ścinania.

Współrzędne: x-pozioma, y- pionowa, z- prostopadła do x

Z=28 ; X=0 ; Y=50

Moment bezwładności względem osi Z:

$$\theta = \frac{M*l}{E*I_{z}} \rightarrow I_{z} = \frac{M*l}{E*\theta} = \frac{1000000*0,069}{2,1*10^{5}*0,0048} = 65\ \text{mm}^{4}$$

Moment bezwładności względem osi X:

$$I_{z} = \frac{M*l}{E*\theta} = \frac{1000000*0,069}{2,1*10^{5}*0,0103} = 112\ \text{mm}^{4}$$

1. Wnioski:
   

Tak wykonana konstrukcja słupa regałowego wzmacnia jego stateczność. Bez przetłoczenia na przedniej ścianie słupa przy takim samym obciążeniu współczynnik obciążenia zmniejszył się z 28 do 8. Wygięte boki wpływają na poprawę wytrzymałości na wyboczenie. Tak zarys boków gwarantuje możliwość „schowania” łba śruby, aby ten nie kolidował z układanymi przedmiotami na regale.

Wszystkie operacje wykonane zostały w wersji studenckiej programu SolidWorks .