Προσέγγιση με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων της τάνυσης και παραμόρφωσης ενός ιμάντα

• Κύριος συγγραφέας: Νικολόπουλος, Δημήτριος
• Άλλοι συγγραφείς: Nikolopoulos, Dimitris
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2021
• Θέματα: Επίπεδοι ιμάντες; Τροχαλίες; Μετάδοση ισχύος; Κάμψη ιμάντα; Πεπερασμένα στοιχεία; Flat belts; Pulleys; Power transmission; Belt bending; Finite elements

Σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι η προσέγγιση με τη μέθοδο πεπερασμένων στοιχείων της τάνυσης και παραμόρφωσης ενός ιμάντα πάνω σε κυλινδρικό τύμπανο(τροχαλία). Η μετάδοση ισχύος με επίπεδους ιμάντες εμφανίζεται σε πλήθος μηχανολογικών εφαρμογών και καθίσταται σημαντική για την λειτουργία και τη δομή αυτών. Στις μεταδόσεις ισχύος με ιμάντα, η μηχανική ισχύς μεταδίδεται μεταξύ δύο τουλάχιστον τροχαλιών που συνδέονται με τον ιμάντα και επιτυγχάνεται με την ανάπτυξη δυνάμεων τριβής μεταξύ της τροχαλίας και του ιμάντα και αντίστροφα. Οι ιμάντες χρησιμοποιούνται τόσο σε συστήματα διακίνησης υλικών όσο και στη μετάδοση ισχύος σε σχετικά μεγάλες αποστάσεις. Η διάταξη αποτελείται από έναν επίπεδο ιμάντα και μια τροχαλία. Αν θεωρήσουμε ότι ο ιμάντας και η τροχαλία έχουν πολύ μεγάλο πλάτος, τότε το πρόβλημα αυτό γίνεται επίπεδο. Η τροχαλία έχει εξωτερική διάμετρο και ο ιμάντας πάχος . Για να απλοποιήσουμε το πρόβλημα, υποθέτουμε ότι η τροχαλία είναι ακίνητη και σχεδόν απαραμόρφωτη, ενώ «βλέπει» σε τόξο 90ο. Αυτό σημαίνει ότι το μέτρο ελαστικότητας της τροχαλίας είναι πολύ μεγαλύτερο από αυτό του ιμάντα. Θα γίνουν μελέτες για 3 διαφορετικές τιμές του πάχους του ιμάντα , καθώς και για διαφορετικά υλικά του ιμάντα. Ο ιμάντας δέχεται καμπτικές τάσεις , οφειλόμενες στην κάμψη που υφίσταται διερχόμενος από τις τροχαλίες. Το πρόβλημα της κάμψης του ιμάντα θα προσομοιωθεί παραμετρικά με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων μέσω του λογισμικού Lusas.Το πρόβλημα είναι μη γραμμικό . Για να μπορέσουμε να παρακολουθήσουμε την απόκριση συστημάτων με υλική ή γεωμετρική μη γραμμικότητα (όπως στο σύστημα ιμάντα-τροχαλίας) χρησιμοποιούμε μια διαδικασία βημάτωσης, είτε του χρόνου είτε του φορτίου. Στη μοντελοποίηση του συστήματος στο πρόγραμμα FEA-LUSAS Modeller , αρχικά, ορίζουμε το γεωμετρικό μοντέλο, στη συνέχεια τις ιδιότητες του συστήματος και τέλος τις παραμέτρους της μη γραμμικής ανάλυσης που θα γίνει. Ακολουθεί η παρουσίαση, ο σχολιασμός και η μελέτη των αποτελεσμάτων που θα προκύψουν από τις αναλύσεις των πεπερασμένων στοιχείων. Τέλος ακολουθούν τα συμπεράσματα και η βιβλιογραφία.