طراحی خرپاها و قاب ها در نرم افزار ANSYS (تحلیل قاب دوچرخه به صورت خاص)

65 صفحه word

چکيده

هدف از این پروژه طراحی خرپاها و قاب ها در نرم افزار ansys می باشد و در این راستا  به تحليل چند نمونه از خرپا ها ( ساده و سه بعدي ) مي پردازيم و سپس  به تنش های وارد شده به شاسی دوچرخه نمونه و تغییر شکل های ناشی از نیروهای اعمالی به آن می باشد. دوچرخه یک وسیله نقلیه مکانیکی پدالی است که با نیروی انسان حرکت می‌کند.

در این پروژه فرض می کنیم شخصی حدوداً به جرم 80Kg روی زین دوچرخه نشسته و بر روی پدال فشار می آورد. هدف ما بدست آوردن عکس العمل های تکیه گاه های دوچرخه، تغییر شکل شاسی و نمودار توزیع تنش می باشد.

در ابتدا جهت بدست آوردن نیروی وارد بر تکیه گاه ها، شاسی را به صورت دستی حل نموده و در ادامه به سراغ نرم افزار رفته و به کمک آن مسئله را با دو ماده آلومینیوم و فولاد حل می نماییم. در پایان به مقایسه نتایج بدست آمده می پردازیم.

فهرست مطالب

فصل  اول : معرفی  خرپاها

1- 1تعریف خرپا ………………………………………………………………………………………………………………………………3

1-2 انواع خرپا…………………………………………………………………………………………………………………………………..3

1-2-1. خرپا ساده simple truss……………………………………………………………………………………………………3

1-2-2- خرپای مرکب یا Compounded Trusses ………………………………………………………………………3

1-2-3 خرپای پیچیده و مبهم……………………………………………………………………………………………………………….3

1-3-پایداری-ناپایداری-معینی-نامعینی خرپاها ………………………………………………………………………………………4

1-4 اتصالات خرپا……………………………………………………………………………………………………………………………..4

 1-5کاربرد خرپاها ……………………………………………………………………………………………………………………………4

1-6چند مدل خرپا……………………………………………………………………………………………………………………………..4

1-6-1خرپای K……………………………………………………………………………………………………………………………….6

1-6-2خرپای وارن…………………………………………………………………………………………………………………………….6

1-6-3خرپای پرات……………………………………………………………………………………………………………………………6

1-6-4خرپای هاو………………………………………………………………………………………………………………………………6

1-6-5خرپای فینک……………………………………………………………………………………………………………………………6

فصل دوم:تحلیل دو نمونه خرپای صفحه ای در نرم افزار ansys

2-1- مشخصات خرپای دو بعدی ………………………………………………………………………………………………………..8

2-2- تعیین المان وثوابت هندسی …………………………………………………………………………………………………………8

2-3 ایجاد گره ها و المان…………………………………………………………………………………………………………………….9

2-4- ایجاد گره ها ………………………………………………………………………………………………………………………….10

2-5- ایجاد المان …………………………………………………………………………………………………………………………….11

2-6- اعمال قیود واعمال بار……………………………………………………………………………………………………………….12

2-7- مشخصات  نمونه ی دیگر خرپای دو بعدی ………………………………………………………………………………….14

2-7-1- شماره گره ها………………………………………………………………………………………………………………………14

2-7-2- تعیین نوع المان……………………………………………………………………………………………………………………15

2-7-3- اعمال قیود واعمال بار…………………………………………………………………………………………………………..16

2-8- تغییر شکل خرپا………………………………………………………………………………………………………………………17

2-9- مشاهده نیروهای عکس العمل تکیه گاه………………………………………………………………………………………..18

فصل سوم:تحلیل خرپا فضایی (پل)

3-1مشخصات خرپا………………………………………………………………………………………………………………………….20

3-2- ایجاد المان …………………………………………………………………………………………………………………………….22

3-3- اعمال قیود و اعمال بار ……………………………………………………………………………………………………………..22

3-4-  مشاهده تغيير شكل خرپا بعد از اعمال نيروها ……………………………………………………………………………….23

3-5- مشاهده نیروهای عکس العمل تکیه گاها………………………………………………………………………………………23

فصل چهارم:دوچرخه

 4-1 معرفي دوچرخه ……………………………………………………………………………………………………………………….25

4-2 تاريخچه تكاملي و تكميل دوچرخه را بر اساس تغيير اين وسيله در زير مشاهده مي فرمائيد ……………………..25

4-3 گونه‌های دوچرخه……………………………………………………………………………………………………………………..28

4-3-1 بر پایهٔ کارکرد………………………………………………………………………………………………………………………29

4-3-2 بر پایهٔ شمار رانندگان……………………………………………………………………………………………………………..29

4-3-3 بر پایهٔ ساختار کلی…………………………………………………………………………………………………………………29

4-3-4 بر پایهٔ دنده……………………………………………………………………………………………………………………………30

4-3-5 بر پایهٔ ورزش………………………………………………………………………………………………………………………..30

4-3-6 بر پایهٔ نیروی محرکه………………………………………………………………………………………………………………31

4-3-7 بر پایهٔ جایگاه راننده……………………………………………………………………………………………………………….31

فصل پنجم:اجزا و قطعات و تعاریف

5-1 اجزاء و قطعات…………………………………………………………………………………………………………………………33

5-2 اجزا شاسی دوچرخه…………………………………………………………………………………………………………………..33

5-2-1 تنه………………………………………………………………………………………………………………………………………33

5-2-2 پيشانی………………………………………………………………………………………………………………………………….34

5-2-3 لوله بالایی تنه (میله عرضی) …………………………………………………………………………………………………….34

5-2-4 لوله زیرین تنه ………………………………………………………………………………………………………………………35

5-2-5 لوله نگهدارنده زین در تنه ………………………………………………………………………………………………………35

5-2-6 توپی تنه……………………………………………………………………………………………………………………………….35

5-2-7 نگهدارنده صندلی………………………………………………………………………………………………………………….36

5-2-8 محل قرار گرفتن زنجیرها ……………………………………………………………………………………………………….37

فصل ششم: حل دستی و تحليل يك قاب دوچرخه و تحليل تنش و جابه جايي آن در نرم افزار Ansys

6-1- تحلیل شاسی ………………………………………………………………………………………………………………………….39

6-2 تحلیل به کمک نرم افزار ……………………………………………………………………………………………………………41

6-3 تحلیل به کمک نرم افزار نمونه آلومینیوم………………………………………………………………………………………..47

6-3-1 عکس العمل تکیه گاه ها…………………………………………………………………………………………………………47

6-3-2 تغییر شکل……………………………………………………………………………………………………………………………48

6-3-3 حل نقطه ای………………………………………………………………………………………………………………………….48

6-3-4 تنش ها………………………………………………………………………………………………………………………………..50

6-3-5 درجه آزادی…………………………………………………………………………………………………………………………51

6-4تحلیل نمونه فولاد به كمك نرم افزار……………………………………………………………………………………………..52

6-4-1 عکس العمل تکیه گاه ها ………………………………………………………………………………………………………..52

6-4-2 تغییر شکل …………………………………………………………………………………………………………………………..52

6-4-3 حل نقطه ای………………………………………………………………………………………………………………………….53

6-4-4 تنش ها………………………………………………………………………………………………………………………………..54

6-4-5 درجه آزادی…………………………………………………………………………………………………………………………55

فصل هفتم: نتیجه گیری و منابع

7-1 نتایج ………………………………………………………………………………………………………………………………………58

منابع و مأخذ……………………………………………………………………………………………………………………………………59

تصاویر