УДК 65.011.56

CAE СИСТЕМЫ ИНЖЕНЕРНОГО АНАЛИЗА В ПРОЕКТИРОВАНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЛЕСОПОГРУЗЧИКОВ

 

CAE  SYSTEMS OF ENGINEERING ANALYSIS IN DESIGNING TECHNOLOGICAL EQUIPMENT LOGGERS

 

Колесников П.Г., Пешков А.А. (Сибирский государственный технологический университет, г. Красноярск, РФ)

Моисеев Г.Д., Прусс Б.Н. (Брянский государственный инженерно-технологический университет, г. Брянск, РФ)

 

В статье рассматриваются вопросы проектирования технологического оборудования лесных машин с использованием CAE систем.

This article discusses the process of designing forest machine equipment using CAE systems.

   

Ключевые слова: CAE  системы, трехмерное моделирование машиностроительных объектов

Key words: CAE systems, modeling, 3D modeling of engineering objects

 

CAE (Computer-Aided Engineering) - комплекс программных продуктов инженерного анализа, способных дать пользователю представление о том, как будет вести себя в реальности разработанная трехмерная модель изделия. В своей работе программные продукты  используют различные математические методы анализа: метод конечных элементов, метод конечных разностей, метод конечных объемов. Рассмотрим применение программного продукта SolidWorks, использующим метод конечных элементов при проектировании технологического оборудования фронтальных лесопогрузчиков.

Первый этап проектирования – проведение обоснований для построения чертежей общих видов проектируемого технологического оборудования проводится по известным методикам [1]. Разработка 3D модели осуществляется в любой CAD системе, выбор которых по функционалу сегодня очень разнообразен. В Сибирском государственном технологическом университете и Брянском инженерно-технологическом  университете в образовательном процессе трехмерное моделирование машиностроительных объектом наиболее часто проводят в таких программных продуктах как Компас, AutoCad, SolidWorks, Catia ver5.

Инженерный анализ сборочных единиц в SolidWorks начинается с определения материала каждой детали, входящей в сборку, установки условий и ограничений функционирования системы. Программный комплекс позволяет проводить статический и частотный анализы, испытание на ударную нагрузку, усталость, линейный и нелинейный анализы, проводить оценку воздействия температуры окружающей среды на функционирование системы.

После выбора материала и определения условий функционирования системы проводят конечно-элементный анализ, который начинается с построения сетки конечных элементов.

Рисунок 1 – Сетка конечных элементов при инженерном анализе технологического оборудования фронтального лесопогрузчика

 

Сформированная сетка конечных элементов на исследуемом объекте позволяет проводить весь спектр необходимых расчетов и исследований. На примере статического анализа системы получаем расчетные значения напряжений в элементах конструкции, перемещений, статической деформации, обоснование запаса прочности конструкции (рисунок 2,3,4,5).

Рисунок 2 – Эпюра статистических напряжений в элементах конструкции технологического оборудования фронтального лесопогрузчика

Рисунок 3 – Эпюра перемещений в элементах конструкции технологического оборудования фронтального лесопогрузчика

 

Рисунок 4 – Статической деформации в элементах конструкции технологического оборудования фронтального лесопогрузчика

Рисунок 5 – Эпюра запаса прочности

 

Применение CAD, CAE систем помогает избежать ошибок ещё на стадии проектирования. Готовый чертеж или эскизный набросок не всегда даёт полного представления об объекте и не всегда можно наглядно оценить удобство стыковки деталей или узлов. Компьютерное моделирование позволяет рассмотреть вид проектируемого объекта с любой высоты, угла и местоположения, даёт возможность проанализировать поведение исполнительных элементов механизма в процессе эксплуатации, выявить все просчеты и неточности ещё на стадии проектирования, а не в процессе изготовления.

 

Список использованных источников

1. Полетайкин, В.Ф. Проектирование специальных лесных машин: [учеб. пособие для специальности 150405 всех форм обучения] / В. Ф. Полетайкин ; отв. ред. В. Н. Коршун; М-во образования и науки Рос. Федерации, ГОУ ВПО "Сиб. гос. технол. ун-т". - Красноярск: СибГТУ, 2011. - 280 с.