Details

Title: Расчет и оптимизация резьбового соединения: выпускная квалификационная работа бакалавра: направление 15.03.01 «Машиностроение» ; образовательная программа 15.03.01_06 «Технологии виртуального прототипирования в машиностроении»
Creators: Матуш Магигуана Элиаш
Scientific adviser: Кузин Алексей Константинович
Organization: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Институт машиностроения, материалов и транспорта
Imprint: Санкт-Петербург, 2023
Collection: Выпускные квалификационные работы; Общая коллекция
Subjects: контакт; трение; моделирование; перемещение; винт; ansys workbench; contact; friction; simulation; displacement; screw
Document type: Bachelor graduation qualification work
File type: PDF
Language: Russian
Level of education: Bachelor
Speciality code (FGOS): 15.03.01
Speciality group (FGOS): 150000 - Машиностроение
DOI: 10.18720/SPBPU/3/2023/vr/vr23-5177
Rights: Доступ по паролю из сети Интернет (чтение, печать, копирование)
Record key: ru\spstu\vkr\21992

Allowed Actions:

Action 'Read' will be available if you login or access site from another network Action 'Download' will be available if you login or access site from another network

Group: Anonymous

Network: Internet

Annotation

Общая тематика работы - заключается в расчете и оптимизации винтового соединения, целью исследования является зависимость перемещения винта от приложенной силы. В данной работе предлагается проверить уменьшение перемещения винта с учетом постоянной осевой силы 1000N в различных типах контактов, таких как: идеальный контакт, контакт без трения µ=0, а также контакт поверхности трения в диапазоне µ= 0,1–0,5 между винтом и костью. Наконец, предлагается оптимизировать винт (зубной имплантат) путем изменения углов наклона резьбы. Некоторые элементы, используемые в моделировании, соответствуют требованиям стандартов Международной организации по стандартизации (ISO). Проектирование моделей кости, а также винта имплантата проводилось с использованием двух инженерных пакетов, а именно CREO PARAMETRIC для дизайна, созданного в 3D, и ANSYS WORKBENCH (Designer modeler) для дизайна 2D осесимметричной задачи. Подготовка к анализу проводилась по соответствующим этапам: проектирование модели по стандартам ISO, выбор материалов, создание контактных пар, генерация конечно-элементной сетки, приложение осевой силы, позиционирование опоры перемещения для замены элементов, не представленных, но оказывающих существенное влияние на модель. С учетом результатов, полученных в ходе анализа, можно заметить, что с увеличением угла резьбы можно уменьшить трение, создаваемое между имплантатом и костью при приложении постоянной осевой силы, причем это уменьшение наблюдается в трех типах исследуемых контактов.

The general subject of the work is the calculation and optimization of the screw connection, being the study objective the dependence of the screw displacement in relation to the applied force. It is proposed with this work to test the reduction of the screw displacement considering a constant axial force of 1000N in different types of contacts such as: the ideal contact, the contact surface with friction of µ=0 as well as the friction surface contact in the range µ= 0.1-0.5 between the screw and the bone. Finally, it is proposed to optimize the screw (dental implant) by changing the angles of inclination of the thread. Some of the elements used in the simulation meet the requirements of the International Organization for Standardization (ISO) standards. The design of the bone models as well as the implant screw were performed using two engineering packages, namely CREO PARAMETRIC for the design created in 3D and ANSYS WORKBENCH (Designer modeler) for the 2D symmetrical Axis problem design. The preparation for the analysis was carried out following the respective steps: design of the model following ISO standards, selection of materials, creation of contact pairs, generation of a finite element mesh, application of the axial force, positioning of the displacement support for the replacement of elements not represented, but with profound influence on the model. With the results obtained during the analysis it was possible to observe that with the increase of the thread angle, it was reduced the friction created between the implant and the bone when subjected to a constant axial force, and this reduction observed in the three contact types in study.

Document access rights

Network User group Action
ILC SPbPU Local Network All Read Print Download
Internet Authorized users SPbPU Read Print Download
-> Internet Anonymous

Usage statistics

stat Access count: 9
Last 30 days: 0
Detailed usage statistics