Застосування CAD/CAE-системи Solidworks у задачах аналізу міцності деталей верстатних пристосувань

Анотація

Міцність деталей є критично важливою характеристикою конструкції верстатних пристосувань. Розрахунок на міцність деталей верстаних пристосувань необхідний як при проєктуванні нових конструкцій, так і при перевірці тих, що існують. Традиційні методи розрахунку, такі як розрахунок за номінальними напруженнями, хоча і прості у використанні, проте мають низьку точність. Це створює потребу в більш точних й ефективних методах аналізу міцності. Сучасні CAD/CAE-системи, зокрема SolidWorks з додатком Simulation, надають потужні інструменти для проведення інженерних розрахунків та моделювання методом скінченних елементів.

Представлений у статті алгоритм проведення статичного розрахунку на прикладі деталі "Прихват" демонструє послідовність дій під час аналізу міцності в середовищі SolidWorks. Цей алгоритм містить створення 3D-моделі, генерацію кінцево-елементної сітки, вибір матеріалу, визначення умов закріплення та навантаження, проведення розрахунку та аналіз результатів. Важливим етапом аналізу є вибір матеріалу деталі. При цьому варто враховувати, що бази даних іноземних CAD/CAE-систем можуть не містити деяких вітчизняних матеріалів, що вимагає вибору аналогів з подібними характеристиками. Система дозволяє візуалізувати результати розрахунків у вигляді кольорових схем розподілу напружень та деформацій. Це значно полегшує аналіз та інтерпретацію результатів, дозволяючи швидко виявляти критичні зони конструкції. Використання CAD/CAE-систем для аналізу міцності деталей верстатних пристосувань має низку переваг порівняно з традиційними методами. Воно підвищує точність розрахунків, скорочує час на проведення, дозволяє легко вносити зміни в конструкцію та миттєво оцінювати їхній вплив на міцність деталі. Запропонований метод дозволяє проводити як проєктні, так і перевірні розрахунки деталей верстатних пристосувань. Це робить його універсальним інструментом для інженерів-конструкторів. Упровадження таких методів аналізу міцності є особливо актуальним як для навчального процесу, так і для реального виробництва. В умовах навчання це дозволяє студентам отримати практичні навички роботи з сучасними інженерними системами. На виробництві це сприяє підвищенню якості проєктування, зменшенню кількості помилок та оптимізації конструкцій.