АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1. ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 9
1.1. Анализ технического задания 9
1.2. Обзор аналогов и патентный поиск 10
1.3. Принципы измерения жесткости со статической нагрузкой 12
2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИЗГИБА 14
2.1. Расчёт моментов инерции для балок различной формы сечения 14
2.2. Расчёт прогиба исследуемого объекта 15
2.3. Моделирование изгиба с помощью Mathcad 18
2.4. Моделирование в среде SolidWorks simulation 21
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ СТЕНДА 40
3.1. Формирование нижней корпусной детали 40
3.2. Формирование опоры для исследуемого объекта 41
3.3. Формирование механизма перемещения датчика Capancdt 6019 41
3.4. Формирование механизма для создания нагрузки 47
3.5. Датчик Capancdt 6019 47
3.6. Формирование блока управления механизмом перемещения 49
3.7. Руководство по эксплуатации 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 54
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 55
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Стенд для исследования корпусов и корпусных деталей.
Специификация,сборочный чертеж,деталировка 56
К корпусным относят детали, определяющие взаимное расположение узла и воспринимающие основные силы, действующие в устройстве. Корпусная деталь состоит из стенок, ребер, бобышек, фланцев, приливов и других элементов, объединенных в единое изделие. Корпус является базовой деталью и при его проектировании необходимо удовлетворить требованиям к прочности, жесткости и герметичности. Прочность и жёсткость корпуса обеспечиваются выбором материала корпуса, надлежащей толщиной стенок и ребрами жесткости, располагаемыми у опорных узлов.
Корпусные детали является неотъемлемой частью приборостроения. Корпусные детали способствуют стабильной работе прибора. Благодаря корпусным деталям, прибор защищён от воздействия внешней среды, например, влаги, пыли. Немаловажной проблемой является решение вопроса о виброустойчивости. Вибрация, возникающая внутри прибора, может нарушать работу устройства, в следствие чего прибор будет выводить неверные данные. Для того, чтобы уменьшить риск возникновения вибраций, корпусам и корпусным деталям повышают жёсткость.
Жёсткость — это способность конструктивных элементов сопротивляться деформации при внешнем воздействии.
Это одно из важнейших условий для проектирования корпусных деталей приборов. При недостатке жёсткости внутренние составляющие устройства будут испытывать неблагоприятные воздействия в процессе работы, к примеру, вибрационные нагрузки.
Распространённым способом увеличения жёсткости является введение ребер жесткости в конструкцию.
Ребра жесткости — конструктивные элементы, способствующие снижению нагрузки на участок элемента, путём принятия нагрузки на себя. Они позволяют уменьшить размер сечений детали, способствуют снижению внутренних напряжений в элементе. Так же ребро придаёт большую устойчивость к деформированию при возникновении внешней нагрузки.
В выпускной квалификационной работе найдены два аналога и один патент. Были выявлены недостатки аналогов. Главным недостатком аналогов является отсутствие каких-либо цифровых датчиков. В установке для определения перемещений поперечных сечений статически определимой балки ТМт 12М снятие информации идёт с помощью аналоговых индикаторов часового типа, что обеспечивает малую точность измерений. В установке Taber model 150-B снятие информации идёт так же без участия цифровых датчиков. Был найден патент Патент 478204 Способ измерения жесткости упругих элементов. В патенте описывается способ измерения жёсткости, что позволяет оценить жесткость того или иного исследуемого объекта.
Во втором разделе были рассчитаны прогибы балок. Были построены графики зависимости прогиба от силы нажатия, также были построены графики, по которым можно увидеть прогиб балки на определённом расстоянии от её края. Так же был проведён анализ пластин в программной среде SolidWorks Simulation. В ходе анализа наблюдались различные типы колебаний пластин на их резонансных частотах, оценивалось влияние ребер жёсткости на резонансные частоты и деформацию пластин. Был исследован корпусной элемент персонального компьютера, проведён её статический анализ. Была оценена погрешность модели в целом.
В третьем разделе в процессе разработки стенда был реализован двухосевой механизм перемещения датчика линейных перемещений. Также был разработан блок управления установкой. Был реализован механизм, с помощью которого нагрузка точечно прикладывается к исследуемому объекту.
