На панели Toolbox выбираем категорию Component System и запускаем подпрограмму Design Modeler создания детали. Для создания упрощенной модели поршня необходимо определиться с последовательностью операций, которые мы будем выполнять в ходе построения. В нашем случае поршень будет представлять собой тело вращения. Поэтому первой операцией логично будет совершить операцию вращения. Далее необходимо будет создать бобышки и другие конструктивные элементы: фаски, перемычки, вырезы и т.д. Для создания модели поршня с помощью операции вращения
необходимо построить эскиз. Эскиз будет представлять собой профиль
поршня и ось вращения.
После выполнения серии команд получается трехмерная модель поршня, с размерами указанными на Рис.2
Рис.2 Поршень с нанесенными размерами
Рис.3 Твердотельная модель поршня
Таким образом, твердотельная модель поршня для проведения расчета подготовлена.
Создание конечно-элементной модели (КЭМ) поршня (блок В)
Для создания КЭМ модели поршня используем модуль симуляции Ansys Mechanical. Создадим сетку, для этого необходимо выбрать Generate Mesh. После этого проводим ряд изменений в параметрах сеточного генератора для более тонкой настройки конечно-элементной сетки:
· Установим значение Element Size = 2,5 мм;
· Установим значение уплотнения сетки Relevance = 50;
· В команде Sizing указываем размер элемента Element Size = 1мм. для трех поверхностей на днище поршня, расположенных ближе всего к центру;
· Установим значение Refinement = 1 для межкольцевых перемычек поршня.
Рис.4 КЭМ поршня
Рис.5 Настройки сетки
Задание граничных условий теплообмена
Создав КЭМ поршня переходим к заданию ГУ теплообмена на его поверхности. В качестве основных ГУ, принято задавать ГУ I и III рода (условие I рода - распределение температуры на поверхности F, условие III рода - температура окружающей среды Т и закон теплообмена а между средой и поверхностью поршня F).
Для задания ГУ удобно сводить все ГУ в таблицу, в которой будут проставлены номера расчетных зон и соответствующие этим зонам численные значения расчетных параметров (таб. 1).
Таблица 1
Граничные условия теплообмена
| Номер поверхности (рис. 5) | Режим XX | Режим номинальной мощности | ||
| α, Вт/(м2 К) | T, К | α, Вт/(м2 К) | T, К | |
| 0,01 | 0,01 | |||
| 0,01 | 0,01 | |||
| 0.01 | 0,01 | |||
Рис.6 Схема разбиения поверхности поршня
на зоны конвективной теплоотдачи
Рис.7 ГУ теплообмена
Рис.8 Настройки анализа
