Kodused ülesanded

Poksikoti raami analüüs

Oled projekteerija sporditarvikuid tootvas ettevõttes. Sinu ülesanne on kavandada nelikanttorust poksikoti raam, mis peab taluma 80 kg massiga poksikoti raskust. Raam peab olema osandatav, et seda oleks lihtne transportida. Lisaks peab olema võimalik muuta risttala kõrgust, sest poksikotid ja poksijad on erineva pikkusega. Seetõttu kasutatakse konstruktsioonis poltühendusi.
Tootmises on juba standardina kasutusel kaks nelikanttoru mõõtu: 70 × 70 mm ja 60 × 60 mm. Materjalivalikuks on konstruktsiooniteras ning 6000-seeria alumiinium.

Enne tootmisesse viimist tuleb kontrollida, kas raami koost on piisavalt tugev ja jäik kahes koormusolukorras: 
1.    raam kannab ainult poksikotti
2.    poksikotil ripub ka poksija. Poksija mass arvutatakse valemiga m = 60 + 3·(X + Y), kus X ja Y on sinu matriklinumbri kaks viimast numbrit.

Mõlemad koormusolukorrad tuleb hinnata nii raami kõige lühemas kui ka kõige pikemas asendis. Ka kõige pikemas asendis peab risttala olema püsttoru külge kinnitatav kahe poldiga.

Jäikuse nõudena on seatud, et tõstemutri (poksikoti kinnituskoha) maksimaalne nihe Z-telje suunas ei tohi koormuse mõjul ületada 30 mm. See nõue peab olema täidetud nii poksikoti koormuse korral kui ka poksija lisandumisel. 

Konstruktsiooni stabiilsuse hindamiseks jälgitakse tagumise tugipuksi piirkonda. koormuse all ei tohi raam tagumise tugipuksi piirkonnas z-telje suunas nihkuda rohkem kui 15 cm. Kui see piir ületatakse, liigub raskuskese tugipinna suhtes ettepoole ja konstruktsioon ei ole enam stabiilne.

Märkus: Kui isikliku arvuti võimaldab, võib võrgustiku tihedust kriitilistes piirkondades täpsustada. Samuti, kui tekib olukord, kus arvutusvõimsusest jääb vajaka, andke teada, leiame viisi koostu lihtsustamiseks.

Kinnitused

Raam toetub põrandal kolmele tugipuksile. Eesmine kaks võimaldavad raamil koormuse mõjul veidi pöörduda. Tagumist tugipuksi ei kaasata analüüsis geomeetriasse ja selle asukohta kasutatakse visuaalseks võrdluspunktiks, et hinnata, kui palju raam koormuse mõjul põranda suhtes nihkub.

Ära unusta, et raamil endal on ka mass, mida Maa raskusjõuga enda poole tõmbab.

Ülesannete esitamise üldnõuded

Erinevate analüüside läbiviimiseks on soovitatav kasutada ühte ja sama koostufaili, kuhu luuakse mitu eraldi analüüsi. Soovi korral võib iga analüüsi salvestada ka täiesti eraldi koostufailina. Oluline on, et tulemusi oleks hiljem võimalik avada, võrrelda ja vajadusel uuesti muuta.

Kõigi ülesannete puhul tuleb koostada Solid Edge’i raportifailid ning nende põhjal koondada üks koondaruanne, mis vastab EMÜ üliõpilastööde vormistusjuhendile. Raportisse võib lisada ka Save As Image käsuga tehtud lähivõtteid pingekontsentratsioonidest, nihketest ja muudest olulistest parameetritest. Vajadusel kasuta tulemuste esiletoomiseks käske Probe ja Min/Max Marker.

Tulemuste paremaks visualiseerimiseks on lubatud muuta ka värvikaardi (Color Bar) väärtusvahemikku. Näiteks on see eriti kasulik juhtudel, kus üksikud ekstreemsed sõlmpunktid moonutavad üldist pildiskaalat või kui soovitakse rõhutada kindlat vahemikku.

Lisaks on lubatud kasutada lõikeid, osavaateid ja muid visualiseerimisvõtteid, annan vabad käed - mida põhjalikum, seda informatiivsem.

Kõik analüüsid ja koostud tuleb esitada Pack and Go käsuga eksporditud ZIP-failina. ZIP-i loomisel tuleb kindlasti märkida valik Include Simulation Results, et õppejõud saaks analüüse täielikult uuesti avada.

Kui mõne ülesande lahendamiseks tuleb koostu ennast muuta (näiteks detailide), tuleb see muudetud koostufail ja selle analüüs esitada eraldi, et tööd oleks võimalik ilma faili muutmata hinnata.

Hindamiseks tuleb esitada:

·         koondraport, kus kõik alamülesanded on esitatud eraldi alapeatükkidena;

·         iga alamülesande koostufailid ja nende analüüsid (ZIP-kujul Pack and Go abil).

·         Esitatava faili nimes peab kajastume ülesande number ja esitaja nimi.

(Näiteks: ül1_Nipi_Tiri.zip)

P.S. Kui õppuril on vaja lahendada reaalne praktilise väärtusega ülesanne, võib mooduli läbimiseks esitada ka selle analüüsi. Ülesande sobivuse osas tuleb eelnevalt õppejõuga läbi rääkida.

1.ülesanne

Ühenduste käeharjutus

·         Ava koostufail poksikott ja kasuta konstruktsiooni terast, et luua staatika analüüs.

Ühendused:

·         Kasuta Liimühendust, et ühendada detailid koostudes jalasesüdamik ja risttala.

o   Need detailid ühendatakse tootmises keevistega.

·         Kasuta mitteläbitungivat kontakti kõigil detailidel, mis ühendatakse poltidega:

o   Tõstemutter → risttalapikendus

o   Risttala → püsttoru

o   Püsttoru → Jalase südamik

·         Tugipuksid:

o   Esimese kahe puhul kasuta liimühendust.

·         Kasuta kõigi mitteläbitungivate ühenduste fikseerimiseks poltühendusi, kus poldipea ja mutter on 17mm:

o   Poldid paigalda risti läbi nelikanttoru

o   Risttala ja püsttoru vahel kasuta vaid kahte polti ja paiguta need avadesse võimalikult alla.

o   jalase pikenduste kinnitamiseks südamiku külge, paigalda poldid ainult alumisele küljele. Selleks muuda rõngaste vahet peale esimese ava valikut.

o   Tõstemutteri polt paigalda ainult läbi nelikanttoru ühe külje.

Näpunäide: Juhul kui polt ühendused ei taga piisavalt jäika ühendust simulatsiooni läbi viimiseks ja tekib veateade, siis proovi

·         Kasuta Spider käsku, et luua võimalikult jäik ühendus

·         poltühendust luua ainult nelikantoru ühele küljele

·         Muuda poltühenduse tüüp läbivast keermestatud ühenduseks.

·         Viimases hädas salvesta ülesande jaoks loodud ühendused eraldi koostu, et ühenduste ülesanne eraldi esitada. Koostu edasiseks analüüsimiseks asenda analüüsitavas koostus polt ja mitteläbitungivad ühendused teiste ühenduste tüüpidega, mis vastavad tegelikule koormusolukorrale.

 Ülesande esitamine:

·         Kasuta koostu esitamiseks käsku Pack and Go

·         Sellest ülesandest pole vaja raportit luua.

2.ülesanne

Materjalide võrdlus

Raam olgu kõige alumises asendis, kus risttalast ja püsttorust on võimalik läbivalt paigaldada 2 polti ja risttala ots ei puutu kokku jalasesüdamikuga.

Vii esimene analüüs läbi konstruktsiooni terasega.

Teine analüüs vii läbi mõne 6000-seeria alumiiniumiga, mida kasutatakse nelikanttoru tootmiseks. Vajadusel sisesta ise uus materjal ja selle omadused Solid Edge materjalide valikusse.

 Ühendused

Ühendused ja koormused seadistatakse samadel tingimustel nagu eelmises ülesandes.

Ülesande esitamine:

·         Mõõda jalasesüdamiku tagumise serva ja tõstemutri pinna sõlmede (Node) nihet Z-telje suhtes ja lisa sellest graafik raportisse.

·         Koosta raportid kahe materjali analüüsist. Lisa juurde endapoolne järeldus, kas ja millised materjalid sobivad antud toote loomiseks.

o   Anna hinnang pingetele konstruktsioonis, tuginedes analüüsi tulemustele ja analüüsitava materjali mehaanilistele omadustele.

o   Raporti võid lisada jooniseid ja tabeleid analüüsist, et oma järeldusi põhjendada.

·         Kasuta käsku Pack and Go, loodud analüüside ja koostude eksportimiseks zip failina.

o   Märgenda kindlasti Include Simulation Results.

3.ülesanne

 Rippuv poksija

Järgmises koormusolukorras tõsta koormust, et simuleerida maksimaalset koormusolukorda, kus lisaks poksikotile ripub konstruktsioonil ka poksija. Poksija massi leiad matriklinumbri järgi.

Poksikotil rippumiseks peab poksija haarama poksikotist ja tõmbama ennast sinna külge. Seetõttu tekib tõmbemutrile koormus, mis ei ole otse alla, vaid on 30 kraadi püsttorust (Y-teljest) eemale, järelikult tuleb liitkoormus jagada komponentideks.

Analüüs vii läbi nii terase kui alumiiniumiga. 

Ülesande esitamine:

·         Mõõda jalasesüdamiku tagumise serva ja tõstemutri pinna sõlmede (Node) nihet Z-telje suhtes ja lisa sellest graafik raportisse.

·         Koosta raportid kahe materjali analüüsist. Lisa juurde endapoolne järeldus, kas ja millised materjalid sobivad antud toote loomiseks.

o   Anna hinnang pingetele konstruktsioonis, tuginedes analüüsi tulemustele ja analüüsitava materjali mehaanilistele omadustele.

o   Raporti võid lisada jooniseid ja tabeleid analüüsist, et oma järeldusi põhjendada.

·         Kasuta käsku Pack and Go, loodud analüüside ja koostude eksportimiseks zip failina.

o   Märgenda kindlasti Include Simulation Results.

4.ülesanne

Muudame poksikoti kõrgust

Enne analüüsi tuleks luua koost, milles on terasest risttala kõige kõrgemas asendis. (See on asend, kus risttala kahe alumise avadesse saab veel paigaldada poldid, mis läbivad ka püsttoru.)

Kontrolli, kas raami jäikuse nõue on tagatud kõige kõrgemas asendis ja kui ei ole, siis kui kõrgeks saab risttala tõsta, mõõdetuna alumisest servast kuni maapinnani, et oleks tagatud jäikuse nõue?

Kõik ühendused ja kinnitused seadista samadel tingimustel nagu eelnevates ülesannetes.

Täiendavalt võib lisaülesandena kontrollida, kas jäikus on tagatud, kui lisada koormusena ka poksija mass.

Ülesande esitamine:

·         Mõõda jalasesüdamiku tagumise serva ja tõstemutri pinna sõlmede (Node) nihet Z-telje suhtes ja lisa sellest graafik raportisse.

·         Koosta raportid kahe materjali analüüsist. Lisa juurde endapoolne järeldus, kas ja millised materjalid sobivad antud toote loomiseks.

o   Anna hinnang pingetele konstruktsioonis, tuginedes analüüsi tulemustele ja analüüsitava materjali mehaanilistele omadustele.

o   Raporti võid lisada jooniseid ja tabeleid analüüsist, et oma järeldusi põhjendada.

·         Kasuta käsku Pack and Go, loodud analüüside ja koostude eksportimiseks zip failina.

o   Märgenda kindlasti Include Simulation Results.