Su Kien 2016

Ứng dụng Cosmos trong phân tích truyền nhiệt

Chủ nhật - 22/01/2017 17:27
Trong thực tế một số chi tiết máy, kết cấu máy trong quá trình chế tạo, làm việc, dưới tác dụng của nhiệt độ sẽ gây ra biến dạng lớn làm làm giảm tuổi thọ của sản phẩm.
Để nâng cao hiệu quả kinh tế, kỹ thuật thì ngay từ quá trình thiết kế việc xác định trường nhiệt độ rất quan trọng. Một trong các phương pháp đó là ứng dụng phần mềm phân tích Cosmos để tích hợp và chạy ngay trong môi trường solidworks của hãng Dassault Systemes Solidworks Corp (Pháp). 
1. Cơ sở tính toán về truyền nhiệt
Với chức năng Thermal đã giúp nhanh chóng xác định được quá trình truyền nhiệt và xác định được trường nhiệt độ trên sản phẩm, từ đó đưa ra khuyến cáo về kết cấu, kích thước, vật liệu chế tạo sản phẩm. Cơ sở tính toán truyền nhiệt được xuất phát từ định luật bảo toàn năng lượng:
Dạng vi phân của định luật Fourier trên diện tích bề mặt của vật liệu:
\bar{q}=-k.\bigtriangledown t
Dạng tích phân của định luật Fourier trên diện tích bề mặt của vật liệu:
\frac{\partial Q}{\partial t} = -k. \oint_{s}^{}  \vec{\bigtriangledown }T.\vec{dA}
2. Tính năng cơ bản của Cosmos
Cùng với phần mềm Ansys của hãng Ansys, thì phần mềm Cosmos của hãng Dassault Systems có chức năng phân tích rất mạnh, cơ sở phân tích của Cosmos dựa theo phương pháp phần tử hữu hạn (FEM), được sử dụng ngày càng phổ biến do có những ưu điểm nổi bật sau:
- Được tích hợp chọn gói với phần mềm Solidworks
- Giao diện thân thiện, dễ sử dụng
- Khả năng phân tích nhanh, chính xác
- Yêu cầu cấu hình máy tính không cao (phần mềm Ansys yêu cầu cấu hình máy tính tối thiểu đồng bộ với Ram 16GB)
5
Hình 1. Một số module tích hợp trong SolidWorks
Có 2 module cơ bản thường được áp dụng trong cơ khí là:
Simulation:
- Static(or Stress): Phân tích tĩnh học gồm ứng suất, biến dạng
- Frequency: Phân tích tần số dao động riêng
- Buckling: Phân tích tính ổn định của thanh chịu kéo nén đúng tâm
- Thermal: Phân tích truyền nhiệt
- Drop Test: Phân tích va chạm rơi tự do
- Fatigue: Phân tích mỏi
- Nonlinear: Phân tích phi tuyến
- Linear Dynamic: Phân tích động lực học tuyến tính
- Pressure Vessel: Thiết kế bình áp suất
Flow Simulation: Phân tích dòng chảy (chất lỏng, chất khí)
2
Hình 2. Một số sản phẩm được phân tích nhiệt bằng phần mềm Cosmos
Qua quá trình nghiên cứu, nhóm sinh viên ngành Cơ điện tử - khoa Cơ khí đã thiết kế, chế tạo thành công máy in 3D và ứng dụng Cosmos để mô phỏng trường nhiệt độ trong quá trình thiết kế và gia công Logo.
2
Hình 3. Trường nhiệt độ khi in 3D chi tiết Logo
Nhiệt độ môi trường: 298K
Nhiệt độ phun: 190o\approx 273,15K
Công suất nhiệt của đầu in: 60W
Đối lưu với không khí: k=20 W/(m2·K)
Đối lưu với bàn máy: k=20 W/(m2·K)
Solidworks là một phần mềm thiết kế 3D mạnh mẽ với giao diện thân thiện người sử dụng. Kết hợp với những ad-in các module: Cosmos, SolidCam... giúp cho chúng ta mô phỏng, phân tích và lập trình gia công các chi tiết khi chúng ta đã thiết kế và xây dựng xong mô hình.
1 9
Sinh viên Trần Mạnh Tưởng, DK02-CK đạt giải Nhất sáng tạo khoa học kỹ thuật với sản phẩm máy in phun 3D

Tổng số điểm của bài viết là: 0 trong 0 đánh giá

Click để đánh giá bài viết

Những tin mới hơn

Những tin cũ hơn

Bạn đã không sử dụng Site, Bấm vào đây để duy trì trạng thái đăng nhập. Thời gian chờ: 60 giây