Анализ напряженно–деформированного состояния корпуса гидроамортизатора решателями: NX Nastran, SolidWorks Simulation и APM FEM

Для того чтобы анализ был достоверным, были созданы трехмерные модели гидроамортизатора [5, 6, 7] со сварными швами, специальным вращаетелем для закрепления гидроамортизатора в каждой из программ. Во всех трех случаях была применена тетраэдальная сетка с размером конечного элемента равным 5 мм и фиксированное крепление гидроамортизатора за проушину.

Рисунок 1. – Трехмерная модель гидроамортизатора

Figure 1. – Three-dimensional model of hydraulic shock absorber

 

Расчет в APM FEM [4, 5, 6] показал, что максимальные напряжения возникают в стенке цилиндра гидроамортизатора со стороны отверстия

(рисунок 2).

Рисунок 2. – Максимальное напряжение при расчете в APM FEM

Figure 2. – Maximum voltage when calculated in APM FEM

 

Значение максимальных напряжений в центральной зоне представлено в таблице 2. В краевых сечениях гидроамортизатора, напряжения  значительно ниже (например, при давлении 1.519875 МПа не превышают 4,545 МПа).

 

Таблица 2. – Зависимость напряжения в центральной зоне корпуса от внутреннего давления при расчёте в APM FEM

Table 2. – Dependence of the voltage in the Central zone of the housing on the internal pressure in the calculation of APM FEM

Давление, Мпа	1.519875	2.0265	8.106	8.612625	9.11925	10.1325	11.14575
Напряжение             в цилиндре, Мпа	36,35	48,46	193,9	206	218,1	242,4	266,6

 

Расчет в SolidWorks Simulation[8-11] также показал, что максимальное напряжение в корпусе гидроамортизатора испытывают стенки цилиндра, однако значения напряжений значительно превышают те, которые были получены в APM FEM.

Рисунок 3. – Распределение напряжений при расчёте в программе SolidWorks Simulation

Figure 3. – Stress distribution in SolidWorks Simulation

 

Таблица 3. –Зависимость напряжения в корпусе гидроамортизатора от внутреннего давления при расчёте в программе SolidWorks Simulation

Table 3. –Dependence of the voltage in the body of the hydraulic shock absorber on the internal pressure in the calculation program SolidWorks Simulation

Давление, МПа	1.519875	2.0265	8.106	8.612625	9.11925	10.1325	11.14575
Напряжение в цилиндре, МПа	39.785	53,046	212,237	225,502	238,767	265,297	291,826

 

Распределение напряжений при расчете в NX Nastran совпадает с распределением напряжений, которое было получено в SolidWorks Simulation. Зависимость значений напряжения от давления в гидроамортизаторе представлена в таблице 4.

Расчет в NX Nastran [4,7-10] также показал, что максимальное напряжение в гидроамортизаторе испытывают стенки цилиндра, однако значения напряжений превышают те, которые были получены в APM FEM.

Рисунок 4. – Распределение напряжений при расчете в NX Nastran

Figure 4. – Stress distribution in the calculation of NX Nastran

 

Таблица 4. – Зависимость значений напряжения от внутреннего давления в корпусе гидроамортизатора при расчете в NX Nastran

Table 4. – Dependence of the voltage values on the internal pressure in the body of the hydraulic shock absorber when calculated in NX Nastran

Давление, МПа	1.519875	2.0265	8.106	8.612625	9.11925	10.1325	11.14575
Напряжение в цилиндре, МПа	37,79	50,39	201,56	214,16	226,76	251,95	271,5