ОБЗОР ВОЗМОЖНОСТЕЙ СОВРЕМЕННЫХ CAE-ПРОГРАММ И ПРИБЛИЖЕННЫХ МЕТОДИК АППРОКСИМАЦИИ ДИАГРАММ «σ-ε» ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ УПРУГО-ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ 

Васильев Валерий Анатольевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой приборостроения, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), opto@bk.ru
Самошин Алексей Владимирович, ведущий инженер-конструктор, Научно-исследовательский институт физических измерений (Россия, г. Пенза, ул. Володарского, 8/10), alexsss13@gmail.com

539.3

DOI

10.21685/2307-5538-2017-3-15

Актуальность и цели. Для решения задач пластического деформирования проведен анализ приближенных методик аппроксимации и построения диаграмм «σ-ε», использующих в качестве исходных данные ГОСТ и ТУ на материалы. Рассмотрены возможности современных CAE-программ для решения данного типа задач. Целью работы является выбор оптимальных методик аппроксимации и построения диаграмм «σ-ε», позволяющих с высокой точностью определить напряженно-деформированное состояние упругих элементов и ответственных деталей датчиков с учетом пластических деформаций.
Материалы и методы. Использовался метод конечных элементов, реализованный в программах Ansys и SolidWorks.
Результаты. Примененные методики наглядно доказывают, что в случаях отсутствия экспериментальных данных испытаний образцов результаты расчетов являются весьма приближенными, но требуют минимума исходных данных. Наличие экспериментальных данных о механических характеристиках значитель но увеличивает точность расчета, что позволяет с максимальной эффективностью использовать потенциал датчика.
Выводы. Решение задач пластического деформирования актуально при проектировании изделий и, в частности, чувствительных элементов датчиков, изготавливаемых из металлов и сплавов. В этом случае даже приближенная оценка пластических деформаций обеспечивает возможность значительного улучшения массогабаритных показателей конструкции.

Ключевые слова

CAE-метод, метод конечных элементов, критерий фон Мизеса, упругость, пластичность, диаграммы «σ-ε»

 Скачать статью в формате PDF

1. Тимошенко, С. П. Сопротивление материалов / С. П. Тимошенко. – М. : Наука, 1965. –Т. 1. – 363 с.
2. Официальное справочное пособие ANSYS 14.5 Help.
3. Официальное справочное пособие SolidWorks Simulation 2012.
4. Биргер, И.А. Сопротивление материалов / И.А. Биргер, Р.Р. Мавлютов. – М. : Наука,1986. – 560 с.
5. Мухатов, Н. А. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность / Н. А. Махутов. – М. : Машиностроение, 1981. – 266 с.
6. Метод построения диаграмм деформирования «σ-ε» по справочным механическим характеристикам материалов [Электронный ресурс] / О. С. Банкин, А. С. Дзюба,
А. М. Хватан. – URL: http://cae-club/ru/sites/default/files/users/files/6/dzuba-havatan_0.pdf(дата обращения: 05.11.2014).