Metoda Elementów Skończonych

Politechnika Poznańska
Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania
Metoda Elementów Skończonych Laboratorium
Projekt
COMSOL Mltiphysics 3.4
Wykonali:
Prowadzący:
Beata Buśko
dr hab. T. Stręk, prof. nadzw.
Mateusz Kaźmierski
MiBM
KMU
Spis treści
1. Analiza rozkładu temperatur w nagrzewanym garnku.
1.1. Wstęp
1.2. Analiza rozkładu temperatury
1.3. Wnioski
2. Analiza ugięcia półki wiszącej.
2.1. Wstęp
2.2. Analiza rozkładu temperatury
2.3. Wnioski
3. Analiza przepływu płynu przez rurę z przeszkodą trójkątną.
3.1. Wstęp
3.2. Analiza rozkładu temperatury
3.3. Wnioski
1. Analiza rozkładu temperatur w garnku podczas nagrzewania.
1.1 Wstęp
Przeprowadzona przez nas symulacja ma na celu przedstawienie rozkładu temperatury
podczas nagrzewania garnka, wykonanego z różnego typu materiału:
a) żeliwa
b) aluminium
c) miedzi
Temperaturę początkową dla garnka założyliśmy 293 K (ok. 20˚C). Garnek był ogrzewany
przez 10 min (600s), do temperatury 450 K (ok. 180˚C).
Model garnka został wykonany w programie SolidWorks 2012.
Dane techniczne garnka
- średnica - 260mm
- wysokość - 80mm
- grubość ścianki - 5mm
1.2 Analiza rozkładu temperatury.
- Określenie warunku brzegowego
- Dyskretyzacja garnka:
a) dla garnka wykonanego z żeliwa
- po upływie 60 sekund
- po upływie 600 sekund
b) dla garnka wykonanego z aluminium
- po upływie 60 sekund
- po upływie 600 sekund
c) garnka wykonanego z miedzi
- po upływie 60 sekund
- po upływie 600 sekund
1.3 Wnioski
Z powyższej analizy, można zauważyć, że oczywiście najwyższa temperatura jest w miejscu
styku garnka z palnikiem kuchenki i temperatura zmniejsza się wraz z wysokością przedmiotu.
Porównując zastosowane materiały, można stwierdzić, że garnek wykonany z żeliwa nie
nagrzewa się tak szybko jak pozostałe, jego przewodność cieplna jest najmniejsza. Najszybciej
nagrzewa się garnek wykonany z aluminium.
2. Analiza odkształcenia obciążonej półki
2.1. Wstęp
Półki są częstym wyposażeniem mieszkań, domów, zakładów pracy. W domu często znajdują
się na nich książki, kosmetyki i inne przedmioty. Dlatego warto sprawdzić jak odkształca się półka
wykonana z drewna, która jest zamocowana (utwierdzona) do ściany za pomocą dwóch kątowników.
Obciążenie jest ciągłe, na całej powierzchni górnej.
Dane:
- grubość półki = 20 mm
- szerokość półki = 260 mm
- długość półki = 1100 mm
Na półkę zadziałaliśmy różnymi wartościami obciążenia ciągłego na całej powierzchni górnej.
2.2 Analiza odkształcenia półki
- Miejsca utwierdzenia półki:
- Zadanie obciążenia
- Dyskretyzacja półki
a) F = 50 N/m2
b) F = 200 N/m2
2.3. Wnioski
Na podstawie powyższej analizy można stwierdzić, że pod wpływem zadanego obciążenia
półka odkształca się. Na pierwszy rzut oka nie widać różnicy pomiędzy półką obciążoną 50 N/m2 a
200N/m2, jednak ta różnica istnieje w wartości odkształcenia. Dla pierwszego przypadku maksymalna
wartość ugięcia wynosi 2.74∙10-4m, a dla drugiego 1.098 ∙10-3m. Czyli zadając mniejsze obciążenie to
powstaje mniejsze odkształcenie.
Jednak można zauważyć, że graficznie nie jest przedstawiona rzeczywista wartość
odkształcenia, ale tak naprawdę jest zwiększona.
3. Analiza przepływu płynu przez rurę z przeszkodą trójkątną.
3.1. Wstęp
Przeprowadzona przez nas symulacja ma na celu przedstawienie przepływu płynu przez rurę
z przeszkodą w kształcie trójkąta, w zależności od usytuowania tej figury (strony wlotu płynu)
3.2 Analiza przepływu
- Dyskretyzacja badanego elementu
a) wlot płynu znajduje się z lewej strony
- dla prędkości początkowej o wartości 1m/s
- dla prędkości początkowej o wartości 5m/s
b) wlot płynu znajduje się z prawej strony
- dla prędkości początkowej o wartości 1m/s
- dla prędkości początkowej o wartości 5 m/s