Расчет напряженно-деформированного состояния системы «шнек - грунт» с использованием пакета ANSYS

Аннотация

Одним из наиболее универсальных и проходимых транспортных средств, возможности которого не ограничиваются только природными условиями, является роторно-винтовой движитель. Условия применения такого типа движителя включают в себя большое количество возможных сред для его передвижения - от песков до льдов и вечной мерзлоты. Сложные условия эксплуатации и режимы работы обязывают инженеров и проектировщиков создавать такие вездеходы, которые будут способны выдержать большие нагрузки. В настоящее время прогнозирование напряженно-деформированного состояния конструкций роторно-винтовых движителей представляет собой актуальный и малоизученный вопрос. Целью данной работы является проведение статического прочностного расчета: моделирование напряженно-деформированного состояния системы взаимодействия шнекохода с грунтовым основанием в программном комплексе ANSYS Workbench. Расчеты выполнялись в два этапа: 1) моделирование необходимой для расчета геометрии конструкции в САПР SolidWorks с последующей ее интеграцией в ANSYS Workbench; 2) моделирование и определение напряжений и деформаций в системе «шнек - грунт» при учете действия на нее силы гравитации. Особое внимание было уделено моделированию грунтового основания посредством использования классических моделей материала, содержащихся в ANSYS Workbench. Для проведения расчетов была выбрана модель поведения грунта Extended Drucker-Prager. В ходе проведения численных экспериментов были получены картина распределения напряжений и деформаций на исследуемых моделях, а также значение осадки грунта. Задачей дальнейших исследований является верификация полученных значений теоретическими и экспериментальными методами. Последующим этапом исследования поведения системы «шнек - грунт» является проведение динамических расчетов, а также использование других программных комплексов в качестве инструмента для проведения численных экспериментов.