Laboratorium Wytrzymałości Materiałów
Grupa: M5 Grupa lab.: 6

1. Nazwa używanego programu oraz rysunek modelu

Nazwa programu MES: GEOSTAR 2.8

Rysunek modelu:

1. Wyniki uzyskane na zajęciach laboratoryjnych

Maksymalne naprężenia osiowe σ_{x max} w modelu 2karby.GEO

przy obciążeniu osiowym skrajnych pionowych krawędzi równomiernym naprężeniem wywołującym w płaszczyźnie symetrii modelu naprężenia nominalne σ_nom = 100 MPa

L.p.	Parametry geometryczne	Parametry modelu MES	σx max
	R	B	A
	mm	mm	mm
1	5	40	50
2	15	40	50
3	25	40	50
4	35	40	50
5	45	40	50
6	55	40	50
7	65	40	50
8	75	40	50
9	85	40	50
10	95	40	50

gdzie: ER – średni rozmiar elementów skończonych,

EC – średni rozmiar elementów skończonych w pobliżu wybranych krawędzi,

H = 0 – elementy 4-węzłowe,

H = 1 - elementy 8-węzłowe,

ND – liczba węzłów w modelu,

EL – liczba elementów w modelu.

1. Wykres współczynników kształtu α_k = σ_{x max} / σ_nom na podstawie obliczeń MES i z literatury w funkcji parametru R

1. Zbadanie wpływu zmiany średnich rozmiarów elementów skończonych oraz średnich rozmiarów elementów skończonych w pobliżu wybranych krawędzi na wydłużenie czasu otwierania programu w celu zbadania naprężeń elementu z danymi parametrami

ER [mm]	EC [mm]	T [s]	σ [MPa]
10	10	2,87	202,58
9	8	2,89	202,98
8	6	3,16	203,42
7	4	3,28	204,11
6	2	3,45	204,98
3	1	4,11	205,46

1. Wartość naprężenia maksymalnego w zależności od liczby węzłów (H0=4 oraz H1=8)

	H1	H0
σmax [MPa]	205,46	206,24
ND	3364	1154
EL	1059	1059

1. Podsumowanie i wnioski

Pierwszym narzucającym się wnioskiem jest ten dotyczący współczynników kształtu, a mianowicie na wykresie wyraźnie widać, że ten obliczony za pomocą programu MES różni się nieco od tego z literatury. Możemy równocześnie zauważyć, że wraz ze wzrostem promienia karbu różnice między wynikami MES, a tymi podanymi w literaturze są w miarę porównywalne i można stwierdzić, że pozostają „stałe”, tzn. nie zwiększają się, ani też się nie zmniejszają.

Różnice w wartościach naprężeń maksymalnych obliczonych za pomocą MES i w wartościach literaturowych mogą być spowodowane błędem pomiarowym programu, aczkolwiek bardziej prawdopodobnym powodem jest to, iż dane literaturowe zostały opracowane w latach wcześniejszych, kiedy to metody obliczeń nie były aż tak zaawansowane.

Kolejny wniosek związany jest z zależnością: rozmiar elementów skończonych a wartości naprężeń maksymalnych obliczonych przez MES. Mianowicie można zauważyć, iż wraz z mniejszym rozmiarem elementów skończonych, wartości naprężeń stawały się coraz dokładniejsze (w naszym przypadku wartość naprężeń maksymalnych wzrastała wraz ze zmniejszeniem elementów skończonych). Jednocześnie zwiększał się czas, w którym program otwierał nam badany element wraz ze wszystkimi obliczonymi wielkościami.

Ostatnią badaną na zajęciach zależnością był wpływ liczby węzłów w elemencie skończonym na wartości naprężeń maksymalnych. Zbadany został przypadek dla elementów skończonych ośmio- i czterowęzłowych. Nie trudno zauważyć, że przy większej liczbie węzłów otrzymaliśmy dokładniejszy wynik, niż przy ilości mniejszej, w naszym przypadku wartość mniejsza, jest wartością najbardziej zbliżoną do rzeczywistej.