Открывайте готовые расчёты в браузере за 2 с (до 300 тыс. DOF) или запускайте тяжёлые задачи до 1,5 млн+ степеней свободы офлайн на Windows и macOS.
Сжатие 3D твердотельной винтовой пружины до смыкания витков (самоконтакт)
Нелинейное осевое сжатие 3D твердотельной винтовой пружины прямоугольного сечения в цилиндрической направляющей обойме до полного смыкания витков (NLGEOM + selfcontact=on).
Силовые штамповые и приводные винтовые пружины прямоугольного сечения (ISO 10243), работающие в направляющих гильзах, при пиковых нагрузках сжимаются вплоть до соприкосновения соседних витков. В данном 3D-кейсе WebCAE моделируется 2-витковая пружина с открытым межвитковым зазором 3,6 мм и направляющим удержанием внутренней и внешней цилиндрических граней, доведённая под осевой силой 42 кН до полного смыкания витков (76 активных пар 3D-самоконтакта).
1. Геометрия и конечные элементы
- •Геометрия: средний радиус витка R = 10,0 мм (D_вн = 15,2 мм, D_нар = 24,8 мм), прямоугольное сечение 4,8 × 3,2 мм, шаг 6,8 мм, начальный межвитковый зазор 3,6 мм.
- •3D тетраэдрическая сетка Netgen: 332 узла, 669 элементов TET4, 996 степеней свободы.
- •Материал: пружинная сталь 60С2А (E = 206 ГПа, ν = 0,3, ρ = 7850 кг/м³).
2. Граничные условия и нагрузки
- •Нижний опорный торец (грань №5) жёстко закреплён (ux = uy = uz = 0).
- •Внутренняя (№1) и наружная (№3) цилиндрические поверхности ограничены в поперечной плоскости (ux = uy = 0, uz свободно) — чистое осевое сжатие без бокового изгиба.
- •Верхний торец (грань №6) нагружен осевой сжимающей силой Fz = -42 кН.
3. Результаты расчёта и верификация
- ✓Осевая осадка верхнего торца достигает |u| = 7,169 мм за 7 шагов нагружения (17 итераций Ньютона, 0 сбросов шага).
- ✓Межвитковый зазор 3,6 мм полностью выбирается с переходом витков в плотный 3D-самоконтакт (76 активных контактных пар, макс. проникновение 0,074 мм).
Позволяет моделировать смыкание витков, нелинейное возрастание жёсткости и работу пружин до упора в 3D-постановке.
14 дней полного доступа ко всем функциям Pro. Платёж спишется только через 2 недели, если не отменить подписку.
- ✓14 дней триала (0 $ сегодня) (отмена в 1 клик)
- ✓До 1,5 млн+ степеней свободы (прямой sparse-решатель)
- ✓Нативные приложения Windows и macOS (100% offline)
- ✓Нелинейный контакт и устойчивость (Kσ, MITC4, RBE2/RBE3)
Задать вопрос расчётчикам по вашей задаче
Опишите вашу деталь или конструкцию — ответим в течение 2 часов.
Нужна мгновенная консультация по МКЭ или этому кейсу?
Нажмите на кнопку ИИ-чата в правом нижнем углу экрана — ассистент разберёт постановку задачи, формулы сопротивления материалов и команды DSL за 3 секунды.
Другие расчётные кейсы и модели
Двухступенчатый цилиндрический редуктор со снятой крышкой (10 тел)
Башенный кулер процессора с тепловыми трубками на плате в разрезе (9 тел)
Волновой (гармонический) редуктор сустава робота в разрезе (8 тел)
