ELCUT
Новый подход
к моделированию полей

Главная >> Применение >> Типовые примеры >>

Механический термодатчик

напряжения, деформации, температура, моделирование термодатчика, температура термодатчика

Два цилиндрических бруска жестко закреплены друг напротив друга, так что между ними образован небольшой зазор. При определенной температуре бруски входят в контакт друг с другом.

Тип задачи:
Осесимметричная задача упругих напряжения и деформации.

Геометрия:
Механический термодатчик Два цилиндрических бруска жестко закреплены друг напротив друга, так что между ними образован небольшой зазор. При определенной температуре бруски входят в контакт друг с другом. Латунь Магний Lл Lм δ

Дано
Длина латунного бруска Lл = 0.75 дюйма;
модуль Юнга латуни Eл = 15·106 psi (103 ГПа);
коэффициент температурного расширения латуни αл = 10·10-6 1/°F (18·10-6 1/K);
длина магниевого бруска Lм = 1.3 дюйма;
модуль Юнга магния Eм = 6.5·106 psi (44.8 ГПа)
коэффициент температурного расширения магния αм = 14.5·10-6 1/°F (26.1·10-6 1/K);
зазор между брусками δ=0.005 дюймов.

Задание

  1. Определить, при какой температуре бруски соприкоснутся друг с другом
  2. Определить напряжения, возникающие в бруске из магния при повышении его температуры на ΔT = 300 °F (167 К)

Решение:
Первая часть является обратной задачей. Она решается путем последовательных расчетов с помощью утилиты LabelMover. Температуры брусков изменяются c шагом 1 К. Для каждого значения температуры определяется удлинение брусков. Таким образом определяется температура Т1, при которой произойдет контакт брусков. До того, как бруски коснутся, механические напряжения в них не возникают.

Задачи определения механических напряжений, возникающих после касания брусков, использует деформированную модель, полученную в первой части (удлиненные бруски). В задаче задано превышение температуры, относительно температуры касания: T2 = ΔT - T1.

Результат
Превышение температуры, при которой бруски коснутся составляет Т1 = 106 K (191 °F).

Механические напряжения при перегреве Т2 = 300 - 191 = 109 °F (61 K).
Механический термодатчик

Температура контакта Напряжение в магнии
ELCUT 191 °F (106 K) 9170 psi (63.2 МПа)
Теория* 190 °F 9680 psi
Погрешность 0.5% 6%

*James M. Gere, Stephen P. Timoshenko "Mechanics of materials", Third edition (1990), pp.26-27. ISBN: 0-534-92174-4.

  • Видео: Механический термодатчик
  • Смотреть на YouTube.
  • Скачать файлы задачи.

    ELCUT включён в Государственный реестр Российского программного обеспечения


    Продукт
    Заказ
    Запросить пробную версию
    Модификации
    Функциональность, Состав
    Программирование
    Спецкурсы

    Применение
    Промышленность
    Образование
    Наука
    Типовые примеры
    Отзывы
    Пользователи

    Поддержка
    Онлайн семинары
    Виртуальный класс
    Вход для клиентов
    Словарь
    Тестирование

    Загрузить
    ELCUT Студенческий
    Руководство пользователя
    Библиотеки материалов
    Видео
    Бесплатные утилиты

    Новости
    Новые версии
    События
    Статьи
    Подписка

    Контакты
    О компании
    Как нас найти
    Консультации
    Поддержка онлайн
    Партнеры