Metoda Elementów Skooczonych – Laboratorium

Politechnika Poznaoska
Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania
Metoda Elementów Skooczonych –
Laboratorium
Projekt
COMSOL Mltiphysics 3.4
Prowadzący:
dr hab. T. Stręk, prof. nadzw.
Wykonali:
Panek Daria
Rataoski Karol
Stachowiak Kamil
MiBM
KMU
Spis treści
1. Analiza przepływu cieczy przez element odpływowy typowej umywalki.
1.1. Wstęp
1.2. Analiza rozkładu przepływu
1.3. Wyniki
2. Analiza stanu naprężenia i ugięcia resora.
2.1. Wstęp
2.2. Analiza naprężenia i ugięcia
2.3. Wyniki
2.4. Wnioski
3. Analiza rozkładu temperatury w radiatorze.
3.1. Wstęp
3.2. Analiza rozkładu temperatury
3.3. Wyniki
4. Analiza przepływu powietrza wokół karoserii samochodu przy prędkości 15 m/s.
4.1. Wstęp
4.2. Analiza rozkładu przepływu
4.3. Wyniki
1. Analiza przepływu cieczy przez element odpływowy typowej umywalki.
1.1. Wstęp
Symulacja przeprowadzona przez nas ma na celu przedstawienie przepływu cieczy przez
element odpływowy typowej umywalki łazienkowej, oraz pokazanie symulacji gdyby ciecz płynęła w
„odwrotną” stronę.
1.2. Analiza rozkładu przepływu
Dyskretyzacja badanego elementu:
Na podstawie dyskretyzacji określono około 28 tys. elementów. (Mesh consists of 27840 elements.)
Element jest wykonany z materiału typowego dla przemysłu wodno-kanalizacyjnego a mianowicie
PCV.
Wersja A:
Przepływ cieczy w prawidłowy sposób.
1.3. Wyniki
- przepływ dla prędkości początkowej cieczy 5m/s
- przepływ dla prędkości początkowej 10m/s
Wersja B
Przepływ cieczy w „odwrotny” sposób.
- przepływ dla prędkości początkowej 5m/s
- przepływ dla prędkości początkowej 10m/s
2. Analiza stanu naprężenia i ugięcia resora.
2.1. Opis modelu.
Obiektem analizy drugiego zadania jest stworzony w programie SOLIDWORKS ® resor,
stworzony dla przemysłu rolniczego , występuje w maszynach uprawowych jako element
amortyzujący drgania przenoszone z podłoża na ramę maszyny.
Dane techniczne:
Stal konstrukcyjna stopowa - sprężynowa chromowo-wanadowa 50HF PN-74/H-84032 (AISI 6150)
Pręt płaski z zaokrąglonymi brzegami 80x10 Długośd w rozwinięciu 1013mm
2.2. Przedmiot analizy.
Analizujemy resor , przymocowany w punktach pokazanych na rysunku i przyłożonej sile.
Miejsce zamocowania .
Płaszczyzna na którą działamy siłą.
Model z nałożoną siatką.
„Mesh consists of 44764 elements.”
2.3. Wyniki
2.3.1. Naprężenia
2.3.2. Przemieszczenie.
2.4. Wnioski:
Symulacja ukazuje prawidłowośd poczynionych przez konstruktora założeo i wymagao dla
prezentowanego elementy, i nie wykazuje niebezpieczeostw przedwczesnego zużycia, co z kolei nie
wymusza wprowadzania poprawek do modelu.
3. Analiza rozkładu temperatury w radiatorze.
3.1. Opis modelu.
Obiektem analizy jest stworzony w programie SOLIDWORKS ® radiator, czyli tak zwany
rozpraszacz ciepła. Jest stosowany w przemyśle komputerowym , występuje w wszystkich jednostka
CPU. Radiator jest specjalnie ukształtowaną bryłą z metalu (lub jego stopów) dobrze przewodzącego
ciepło o rozwiniętej powierzchni od strony powietrza zazwyczaj w postaci żeber, prętów by zwiększyd
przekazywanie ciepła. Radiatory wykonuje się najczęściej z aluminium i miedzi.
Radiator wykonano z miedzi (baza materiałowa Comsol – copper).
3.2. Analiza rozkładu w modelu
Dyskretyzacja badanego elementu:
Na podstawie dyskretyzacji określono około 12 tys. elementów. (Mesh consists of 11950 elements.)
Analiza warunków dla modelu radiatora
Płytka stykająca się bezpośrednio z elementem „odbiera” ciepło.
3.3 Wyniki
Rysunek strumieni ciepła i kierunki ich rozchodzenia.
Rozkład temperatury w radiatorze.
4. Analiza przepływu powietrza wokół karoserii samochodu przy prędkości 15
m/s.
4.1. Opis modelu.
Opracowaniu poddany zostanie przykładowy model samochodu (przekrój wzdłużny),
zaimportowany z programu AutoCAD. Model umieszczony jest w pomieszczeniu (prostokąt)
imitującym tunel aerodynamiczny. Analiza tego problemu jest kluczowa w branży motoryzacyjnej,
ponieważ to jak powietrze opływa karoserię samochodu ma wpływ na opory powietrza jakie są
generowane, a to przekłada się na zużycie paliwa. Producentom zależy, żeby zużycie paliwa było jak
najmniejsze, ze względu na to, żeby przyciągnąd oszczędnością klienta oraz zmniejszyd negatywny
wpływ na środowisko.
Dyskretyzacja badanego elementu:
Na podstawie dyskretyzacji określono około 67767 elementów. (Mesh consists of 67767 elements.)
4.2. Analiza rozkładu w modelu
W Subdomain Settings profil samochodu ustawiono jako nieaktywny w tej domenie.
W Boundary Serrings ścianę 1 ustawiono jako wlot powietrza oraz nadano mu prędkośd 15 m/s.
Ścianę 14 ustawiono jako otwartą granicę (open boundary).
4.3 Wyniki
Pole prędkości:
Linie prędkości powietrza: