Цель:
Определение напряженно-деформированного состояния стержня при температурном расширении при наличии зазора между его торцом и опорой.
Литература:
C.O. Harris, Introduction to Stress Analysis, The Macmillan Co., New York, NY, 1959, P. 58, problem 8.
Формулировка задачи:
Определить продольное усилие элемента при температурном расширении с учетом зазора.
Описание расчетной схемы:
На стержневой элемент действует равномерный нагрев. Один конец этого элемента зажат, а другой находится на расстоянии δ от опоры.
Геометрия:
Площадь элемента А = 1 м2;
Длина элемента L = 3 м;
Величина зазора δ = 0,002 м.
Характеристика материала:
Модуль упругости Е = 10,5*106 тс/м2;
Коэффициент температурного расширения α = 12,5*10-6 оС-1.
Граничные условия:
Связи по всем степеням свободы у левого конца стержня. У правого конца смоделирована связь по направлению стержня, работающего с зазором.
Нагрузки:
Начальная температура стержня Та = 70оF, температура после нагрева Т = 170оF.
Примечание:
Задача решается в пространственной постановке (признак схемы 5).
Для построения схемы использованы КЭ 10 – универсальный пространственный стержневой КЭ и КЭ 261 – одноузловой КЭ односторонней упругой связи.
Для решения нелинейной задачи организован шаговой процесс (количество шагов = 1, минимальное количество итераций = 300).
Количество узлов: 2. Количество элементов: 2.
Результаты расчета:
|
|
|
Расчетная схема с обозначением типа элементов
|
|
|
|
Мозаика продольного усилия в стержне
|
Сравнение результатов расчета:
| Искомая величина | Аналитическое решение | LIRA-FEM | Погрешность, % |
| Продольное усилие, тс | 6125 | 6125 | 0,00 |
Скачать пример
Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.
Комментарии