Компьютерное моделирование прочности деревянных деталей

Введение
К столярным относятся изделия, изготавливаемые полностью или в основном из древесины и древесных материалов: несущие, ограждающие конструкции и элементы зданий (например, окна, двери, перегородки, щиты и панели, покрытия пола), мебель, корпуса теле- и радиоаппаратуры, музыкальные инструменты и многое другое [1]. Они характеризуются тщательной обработкой поверхности, точной пригонкой соединений и сборочных единиц.
Производство столярных изделий является крупным потребителем древесины и характеризуется большими объемами производства. Активизация жилищного строительства требует поставки большого количества столярно-строительных изделий, отвечающих все возрастающим эксплуатационным требованиям.
Прочность, надежность и долговечность столярных изделий (СИ) в значительной мере зависит от правильного выбора размеров деталей, элементов, их соединений и применения соответствующих материалов.
В настоящее время наряду с традиционными способами оценки прочности изделий все чаще используются подходы, основанные на численных методах. Это связано с внедрением систем автоматизированного проектирования, усложнением геометрии и структуры конструкций с ужесточением требований к их прочности, а также сокращением сроков, отводимых на подготовку производства продукции.
Существует несколько математических методов реализации представления геометрии в системах анализа, основанных на численных методах, это: метод конечных разностей (МКР); метод конечных элементов (МКЭ); метод граничных элементов (МГЭ).
МГЭ является весьма перспективным, но пока еще не нашел практического применения.
С помощью МКР реализованы многие системы анализа линейного программирования (MAGMASOFT, AFS, CastCAE, LVMFlow и др.). Это вызвано простотой применения данного метода, хотя он имеет существенный недостаток, заключающийся в искажении геометрии при ее ступенчатом представлении (например, периметр круга, представленного МКР, равен периметру описанного вокруг него квадрата).
МКЭ [2] позволяет описать геометрию с любой степенью точности, поэтому его применение представляется более предпочтительным. Следовательно, для повышения точности моделирования следует выбирать систему, основанную на МКЭ. В большинстве современных программных комплексов (например, ANSYS, NASTRAN, ABAQUS, ProCAST, SIMTEC, PASSAGE/PowerCAST, ПОЛИГОН) численный анализ реализован с помощью МКЭ.
Использование систем конечно-элементного анализа делает возможным исследование объектов без изготовления их материального прототипа, путем создания и решения адекватной математической модели. Это позволяет в несколько раз сократить период конструкторско-технологической подготовки производства продукции, материальные расходы и оптимизировать конструкцию по определенным критериям.
Однако применение метода конечных элементов при анализе столярных конструкций требует больших знаний о самом методе, опыта работы и наличия прикладных методик расчета СИ, учитывающих особенности древесного материала и действительной работы конструкций.

Цель исследования
Цель проведенного исследования — повышение эффективности конструкционного анализа столярных изделий на основе численных методов расчета напряженно-деформированного состояния за счет снижения затрат в процессе подготовки производства на стадиях разработки изделий.1 2 3 4 Следующая

Журнал ОКНА. ДВЕРИ. ВИТРАЖИ




Смотрите также


Copyright © 2010-2018 remondom.ru. Контакты: info@remondom.ru При использовании веб-сайта Справочник строителя, гиперссылка на источник обязательна.