ліз методів м

Анотація

Мета. Розрахунок напружено-деформованого стану з’єднань з натягом типу «вал–втулка» та порівняльний аналіз різних методів їх моделювання в середовищі SolidWorks Simulation з метою визначення найефективнішого підходу для інженерних розрахунків. Методика. Розрахунок здійснюється за допомогою трьох методів: застосування умови контакту Shrink Fit у складанні; окремий розрахунок деталей із завантаженням тиску на контактній поверхні; окремий розрахунок із застосуванням граничної умови радіального зміщення (Reference Geometry). Для кожного варіанта формується скінченно-елементна модель деталей із однаковими геометричними параметрами, механічними характеристиками матеріалу та величиною натягу. Порівняння виконується за точністю розподілу напружень і деформацій, фізичною коректністю отриманих результатів і тривалістю розрахунку. Результати. Метод із використанням умови контакту Shrink Fit забезпечує найбільш фізично адекватне відтворення контактної взаємодії та коректний розподіл напружень у деталях. Проте обчислювальна складність контактної задачі призводить до значного збільшення часу моделювання, який у середньому у 17–18 разів перевищує час інших методів. Метод із прикладенням тиску дозволяє швидко виконувати розрахунок, але формує некоректний градієнт напружень у приповерхневій зоні втулки, що обмежує його застосування. Метод радіального зміщення поєднує високу швидкість (1–2 хвилини на деталь) із фізично коректним розподілом напружень і деформацій для обох деталей. Наукова новизна. Встановлені залежності між точністю, швидкістю та фізичною адекватністю різних методів моделювання посадок з натягом, а також виявлено некоректний розподіл напружень у приповерхневій зоні при використанні методу тиску, що обмежує його застосування. Практична значимість. Отримані дані розрахунку дозволяють обґрунтовано вибирати метод моделювання залежно від стадії проектування: метод радіального зміщення рекомендовано для повсякденної інженерної практики, а метод Shrink Fit — для фінальної валідації конструкцій.