Для построения элементов 3, 4, 5 необходимо в соответствии с информацией чертежей воспользоваться инструментами Line, Center Point Circle, Trim. Как уже говорилось, для экономии времени можно построить по одному экземпляру каждого элемента, а остальные получить при помощи их зеркального отображения. Для этого необходимо воспользоваться командой Mirror (Зеркало).
Удерживая кнопку CTRL, выбрать мышью осевую линию и элементы, которые необходимо отразить. После этого нажать на кнопку Зеркало на панели инструментов эскиза. Выбранные элементы будут зеркально отображены.
Завершить эскиз и при помощи инструмента Extrude вытянуть созданный эскиз на 30 мм.
После этого необходимо завершить первоначальную обработку верхней грани головки цилиндров. Для этого необходимо произвести выдавливание объектов 1 и 2 (см. рис.)
При помощи команд Line, Center Point Circle и Trim строим в соответствии с чертежом контуры выдавливания. Завершаем эскиз и выдавливаем деталь по построенным контурам на глубину 30 мм.
Первоначальная обработка верхней грани закончена. Переходим к боковым граням.
Создаём эскиз на передней грани головки. При помощи команд Line, Center Point Circle и Trim рисуем контур, изображённый на рисунке ниже.
Для скругления углов необходимо воспользоваться инструментом Fillet (Скругление). Нажав на соответствующую кнопку панели инструментов, в появившемся окне необходимо задать радиус скругления. После этого мышью необходимо щёлкнуть в поле Select и выделить отрезки, образующие углы, которые необходимо скруглить. По нажатию ОК произойдёт скругление.
Завершить эскиз и произвести вдавливание на 2 мм вглубь области, находящейся ЗА ПРЕДЕЛАМИ нарисованного контура.
Аналогично происходит первоначальная обработка остальных трёх боковых граней головки. В соответствии с размерами чертежей на левой, правой и задней гранях наносятся следующие контуры, вокруг которых и происходит дальнейшее вдавливание на глубину 2 мм.
Построение фасок и скруглений
Для построения фасок необходимо на панели Features кликнуть по значку Chamfer (Фаска). Затем нужно мышью выделить рёбра, на которых должна строиться фаска, и нажать ОК. Будет построена фаска.
Для построения скруглений нужно воспользоваться командой Fillet на панели Features. Порядок построения скруглений тот же самый, что и при использовании той же команды при работе над эскизом.
В соответствии с чертежом скругления создаются на пересечениях всех плоскостей, полученных путём выдавливания контуров верхней грани головки. Там же создаются и все необходимые фаски.
Создание отверстий и бонок
Отверстия и бонки создаются при помощи выдавливания на определённую глубину (в случае создания бонки) либо насквозь (в случае отверстия под шпильку). Таким образом в соответствии с информацией чертежа создаём 28 отверстий под шпильку (диаметр отверстия – 17,5 мм) и 8 бонок (диаметр – 12 и 17,5 мм, глубина – 30 мм).
Кроме того, в конструкцию головки входят четыре отверстия под болт. Для их создания можно воспользоваться командой Hole (Отверстие) на панели Features.
В появившейся форме Holes значения размеров в графической области исправить соответственно 3 на 12, а 8 на 30. Нажать на кнопку Centers и мышью выделить на модели головки точки, которые будут центрами отверстий под болты. После нажатия ОК эти отверстия будут созданы.
Кроме того, в конструкцию головки входит четыре фигурных отверстия под гильзы. Чтобы создать их, необходимо в месте, соответствующем информации чертежа, произвести вдавливание контура диаметром 36 мм на глубину 10 мм. После этого на нижней грани получившегося отверстия создаём эскиз, на котором рисуем окружность диаметром 33 мм и производим выдавливание на 50 мм уже по нему. И наконец, на получившейся после этого нижней грани рисуем окружность диаметром 10 мм и выдавливаем отверстие по этому контуру до конца. Процедуру повторить четыре раза для каждого отверстия.
Построение воздушных каналов
Создаём новый эскиз на передней грани головки. В нём рисуем четыре прямоугольных контура со скруглёнными углами. Эти контуры будут служить основой входных отверстий воздушных каналов головки цилиндров.
Завершаем эскиз. Начинаем по очереди обрабатывать построенные контуры.
По одному из контуров производим вдавливание на глубину 117 мм. После этого необходимо поменять направление даль
нейшего выдавливания отверстия. Для этого на панели Features выбираем инструмент Face Draft. Сделав это, сначала кликаем мышью по правой грани отверстия, затем – по его задней стенке, после чего в окне формы Face Draft вводим значение 50 (градусов) и жмём ОК. В результате проведённой операции задняя стенка отверстия будет иметь с правой гранью отверстия угол 140 (90+50) градусов. Именно в этом направлении и будет осуществляться дальнейшее выдавливание воздушного канала.
Для завершения создания воздушного канала необходимо выбрать новую заднюю стенку получившегося отверстия и выдавить его на 25 мм – до пересечения с вертикальным отверстием в головке. Воздушный канал готов.
Остальные каналы строятся строго аналогичным образом.
Готовая модель головки цилиндров
Готовая модель головки цилиндров дизеля Д440 в результате имеет следующий вид:
3.3 Создание сборки
Для создания сборки в SolydWorks необходимо произвести следующие действия:
- Открыть шаблон сборки, выбрав пункт меню File/ New… и кликнув по значку шаблона сборки.
- Открыть файлы деталей, необходимых для создания сборки: блок-картер, головка цилиндров, гильза, прокладка, болт.
- Поочерёдно перетащить каждую из открытых деталей в дерево конструирования новой сборки.
- Задать необходимые взаимосвязи между деталями сборки. Для этого кликнуть по значку «Сопряжение» и выбрать те элементы, между которыми задаётся сопряжение. В появившемся окне отобразятся наименования этих элементов. Далее выбирается характер сопряжения – концентричность, параллельность, перпендикулярность, совпадение и т.д. Задав всё это, кликнуть ОК. Выбранные детали примут положение согласно заданному сопряжению.
- После задания взаимосвязей в сохранить файл сборки, выбрав пункт меню File/ Save As…
Полученная сборка в результате имеет следующий вид:
Моделирование НДС газового стыка в среде COSMOS/Design Star
Работа начинается с открытия геометрической модели сборки деталей газового стыка в среде COSMOS. Для этого необходимо воспользоваться пунктом главного меню File/ Open… либо кликнуть по соответствующему значку панели задач.
В дереве конструирования кликните правой кнопкой мыши по имени открытого файла сборки и выберите в контекстном меню пункт Study.
В появившемся окне нажать кнопку Add. В окне New Study набрать какое-либо имя. Нажать ОК.
Сохранить изменения.
Следующим этапом работы с моделью сборки является определение свойств материалов, из которых изготовлены детали, входящие в сборку. Для этого необходимо:
Подключить библиотеку материалов, для чего кликнуть правой кнопкой мыши по имени сборки в дереве конструирования и выбрать пункт контекстного меню Options.
В появившейся форме выбрать вкладку Materials, на ней нажать кнопку Browse, после чего в окне Material Library указать путь к библиотеке C:\Program Files\ Design Star\coskwmat.lib.
После подключения библиотеки материалов следует непосредственное определение материалов для каждой детали сборки. Кликнув правой кнопкой значок blok в дереве конструирования, выбрать в контекстном меню пункт Edit/Define Materials.
В появившемся окне выбрать в списке материалов серый чугун (Grey Cast Iron).
Аналогично определить материал для болтов и прокладки (сталь) и для головки цилиндров(серый чугун).
Сохранить изменения.
Следующий этап моделирования НДС – наложение на сборку конечно-элементной сетки. Для этого необходимо:
Кликнуть правой кнопкой мыши значок Mesh в дереве конструирования.
В контекстном меню выбрать пункт Options.
На появившейся форме располагаются объекты для определения начальных параметров сетки и способов её нанесения. В группе Mesh Control выбрать Automatic Transition (автоматическое нанесение сетки), остальные параметры оставить по умолчанию и нажать ОК.
Кликнуть правой кнопкой значок Mesh и выбрать пункт контекстного меню Create.
В появившемся окне установить бегунок в крайнее правое положение (значение Fine) и нажать ОК.
По окончании процесса нанесения сетки будет выдано сообщение о завершении.
Сохранить изменения.
Следующий этап расчёта – определение сил, действующих на сборку. Для этого необходимо:
Правой копкой мыши выбрать верхнюю грань головки цилиндров, нажать на кнопку Жёсткая заделка панели инструментов и нажать ОК.
Удерживая клавишу CTRL, выбрать верхние грани всех болтов.
Нажать на кнопку Нагрузка панели инструментов.
В появившемся окне в списке Load Type выбрать значение Force (сила).
Выбрать Directional для того, чтобы самостоятельно определить направление действия силы.
Поставить галочку напротив координаты Y, ввести необходимое значение силы и нажать ОК. В случае данного расчёта это значение будет равно 80 Н.
Последний этап – запуск блока расчёта. Для этого необходимо:
Правой кнопкой кликнуть по имени сборки в дереве конструирования и выбрать в контекстном меню пункт Properties.
В появившемся окне выбрать тип производимого расчёта. В данном случае необходимо выбрать значение FFEPlus и Use Internal Relief. Первый параметр означает выбор расчётного блока с добавленной в него матрицей, позволяющей провести проверочный расчёт. Второй параметр означает учёт особенностей внутренней поверхности вырезов рассчитываемой конструкции при проведении анализа.
Нажать ОК.
Чтобы запустить расчёт, нажать на значок сборки в дереве конструирования и выбрать в контекстном меню пункт Run любо воспользоваться командой Define/ Run.
