Перейти к публикации

Определение напряжений коленчатого вала в момент резонанса.


Рекомендованные сообщения

Задаю пока по условным 6 шагам. Моменты задаются относительно частоты вращения двигателя. 500-1500 об/мин с шагом в 200 об/мин. И так свои значения для каждой шатунной шейки при определенной частоте.

 

Судя по картинке расчетной схемы есть предложение/замечание, на шейке вала сидит подшипник, она не может воспринимать момент (относительно своей оси), быть может вам стоит заменить моменты на силы приложенные в соответствующем направлении?

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах


Есть предположение, что Вы неверно трактуете диаграммы.

Почему вы так решили?

 

Сгорание топлива толкает поршень. Поршень толкает шатун. Шатун толкает коленвал (кривошип). На кривошипе получается крутящий момент.

Я напоминаю терминологию ТММ, чтобы было проще вспомнить, что в шарнире нет момента. Момент получается от силы на плече до оси коленвала.

Все правильно. Значение момента указывается относительно оси Z. Торцы шатунных шеек лишь определяют плоскости, в которых они действуют.

 

Стоит иметь в виду, что для такого устройства усталость в условиях нормальной эксплуатации куда больше решает, чем все эти переходы через резонанс.

Само собой. Усталость уже посчитана. Но все-таки есть необходимость определить значения напряжений при резонансе.

Судя по картинке расчетной схемы есть предложение/замечание, на шейке вала сидит подшипник, она не может воспринимать момент (относительно своей оси), быть может вам стоит заменить моменты на силы приложенные в соответствующем направлении?

Значение момента указывается относительно оси Z. Торцы шатунных шеек лишь определяют плоскости, в которых они действуют. 

Было бы идеально использовать силы, но направление действия силы будет постоянно меняться, а я не знаю, как изменять поверхность и направление приложения силы в процессе Transient расчета. Мне кажется, такая возможность отсутствует.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Но все-таки есть необходимость определить значения напряжений при резонансе.
Было бы идеально использовать силы, но направление действия силы будет постоянно меняться
 

Как насчет посчитать RBD для процесса разгона? А затем уже силы передать в отдельный расчет коленвала. 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

 

Как насчет посчитать RBD для процесса разгона? А затем уже силы передать в отдельный расчет коленвала. 

 

А в RBD получается нужно ввести всю модель, с шатунами и поршнями? Я не очень понимаю, в чем разница, вычислю я силы с помощью RBD или с помощью спец.проги+маткад, как я считаю сейчас? Тогда можно сразу поместить всю огромную модель с шатунами и поршнями в Transient, задать кучу джоинтов и приложить силу к поверхности поршней. Тогда получится сделать так, чтобы изменялась поверхность приложения сил, действующих на шейки КВ, но такой расчет потребует огромного количества времени.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Я не очень понимаю, в чем разница, вычислю я силы с помощью RBD или с помощью спец.проги+маткад, как я считаю сейчас?

Сейчас Вы настаиваете на зависимостях моментов от частоты. Вам нужно преобразовать их в зависимости моментов от времени. Сделайте маткадом, если так легче.

 

Задачу о резонансе можно решить во временной области (транзиент), а можно в частотной (гармонический). Граничные условия должны быть соответствующие. Вы пробуете ГУ от второго в первый прикрутить. Может, уже и не пробуете. Пока Вы только объясняете почему Вам не подходят предложения, вместо того, чтобы услышать варианты решений.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Сейчас Вы настаиваете на зависимостях моментов от частоты. Вам нужно преобразовать их в зависимости моментов от времени. Сделайте маткадом, если так легче.

 

Задачу о резонансе можно решить во временной области (транзиент), а можно в частотной (гармонический). Граничные условия должны быть соответствующие. Вы пробуете ГУ от второго в первый прикрутить. Может, уже и не пробуете. Пока Вы только объясняете почему Вам не подходят предложения, вместо того, чтобы услышать варианты решений.

Я вас понимаю. В данном случае отсутствуют четкие данные, за какое время запущенный двигатель разгонится с холостых 520 об/мин до номинальных 1500 об/мин. Поэтому я не могу выразить частоту функцией по времени и ,соответственно, не могу выразить момент от времени. Разве что только приблизительно. Но это разумеется, вариант.

Как я могу воспользоваться гармоническим расчетом, когда характер нагружения фактически случайный в рамках одного цикла?

Применение целостной геометрии, вместе с шатунами и поршнями, и тогда сразу и расчет RBD полностью разумны, но все это сильно усложнит расчет и намного увеличит время его выполнения.

по всем этим причинам, я по-прежнему не могу решить, как лучше поступить.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Как я могу воспользоваться гармоническим расчетом, когда характер нагружения фактически случайный в рамках одного цикла?

Все можно разложить в ряд Фурье.

Гармонически расчет -  это постоянная работа в резонансном режиме. Если уровень напряжений окажется приемлемым, то Вы сможете сказать, что transient не обязателен.

 

Если это не Ваш вариант, то считайте себе спокойно transient. Без попыток прикрутить модальный анализ, полным методом, задавая соответствующие граничные условия. Отсутствие четких данных нормальная ситуация. 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Я отдельно посчитал собственные частоты, с помощью Modal, и получил значение первой частоты крутильных колебаний порядка 2300 об/мин. Исходя из конструкции и особенностей чередования вспышек в цилиндрах, главные гармоники ряда имеют порядок k = 4,8,12,16... . Таким образом могу определить резонансные частоты:  n.рез = n.собств / k. Отсюда получаю единственную частоту n.рез = 575 об/мин., попадающую в рабочий диапазон рассматриваемого двигателя.

Если я в Transient выставлю эту конкретную частоту, задав граничные условия в соответствии с нагрузками, возникающими в двигателе при этой частоте вращения, я получу завышенные значения напряжений, соответствующие резонансным? То есть будет наблюдаться фактический скачок напряжений по сравнению, например, с частотами 560 и 590 об/мин.?

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Если я в Transient выставлю эту конкретную частоту

А может Вы сначала попробуете? У Вас настолько много мест для того, чтобы споткнуться в расчете, что полученные значения напряжений будут практически случайной величиной. Но с чего-то надо начинать.

Но вообще, если уж решили транзиент считать, то может и разгонять движок постепенно?

 

А еще геометрию поменяйте на учебную, пока workflow не отладите, а то психанете и бросите это дело раньше, чем результат получите.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

А может Вы сначала попробуете? 

Я уже проводил подобные вычисления и сам Transient для номинального режима. Что пробовать то?

 

Если я в Transient выставлю эту конкретную частоту, задав граничные условия в соответствии с нагрузками, возникающими в двигателе при этой частоте вращения, я получу завышенные значения напряжений, соответствующие резонансным? То есть будет наблюдаться фактический скачок напряжений по сравнению, например, с частотами 560 и 590 об/мин.?

Очень волнует этот вопрос. У меня создалось впечатление, что Ansys в процессе таких расчетов сам не анализирует колебания и выполняет Transient расчет без ориентировки на возможный резонанс. В хэлпе на этот счет не нашел информации.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Ansys в процессе таких расчетов сам не анализирует колебания и выполняет Transient расчет без ориентировки на возможный резонанс.

ANSYS в таких расчетах решает основное уравнение динамики: mu''+cu'+ku=f(t)

Что такое "ориентировка на возможный резонанс" пока не очень понятно. Вы бы смогли пояснить, как бы было, если бы он делал "это"?

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

ANSYS в таких расчетах решает основное уравнение динамики: mu''+cu'+ku=f(t)

Что такое "ориентировка на возможный резонанс" пока не очень понятно. Вы бы смогли пояснить, как бы было, если бы он делал "это"?

Имею в виду то, понимает ли в Ansys в такой ситуации, что заданная частота вращения совпадает с собственной частотой модели и наблюдается явление резонанса?

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Имею в виду то, понимает ли в Ansys в такой ситуации, что заданная частота вращения совпадает с собственной частотой модели и наблюдается явление резонанса?

А понимаете ли Вы, что такое решение уравнения? 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
  • 9 месяцев спустя...

А как выглядит резонанс такой штуки и что к нему приводит ?

К примеру авиаторы пишут про "урезанную" версию двигателя М-14П - М-3: "Вибрация при его работе такова,что шкалы приборов выглядят призрачными и размытыми". Пробовал  выцепить у них чертежи М-3 - как в анекдоте, "мыши плакали, кололись, но продолжали жрать кактус", - профи малого авиастроения ничего не смогли с ним сделать, движок крутит и колбасит, а тут студент =)

Что будет - прикрепил скриншот из книжки по динамике роторов.

Вообще, коленвал в частности и ДВС в целом один из популярнейших объектов для расчета. Вас не снабдили методикой и перечнем необходимых расчетов?

Интересно посмотреть на методику...

post-43288-0-93324900-1478610308.jpg

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
  • 1 год спустя...

Методика расчета на крутильный резонанс коленчатого вала двигателя:

А.Н.Гоц "Крутильные колебания валов автомобильных и тракторных двигателей".

Очень полезная книга с точки зрения практических навыков и получения конкретных результатов. Хотя решать эту задачу в ANSYS не очень удобно. Колебательную схему скорее всего лучше сделать в ADAMS, непосредственные расчеты на прочность - ANSYS.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
  • 2 недели спустя...
В 01.01.2018 в 09:38, imt сказал:

Хотя решать эту задачу в ANSYS не очень удобно.

Чего же Вам не хватило для удобства?

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Дело не в удобстве.

По книге расчетная схема крутильных колебания состоит из абсолютно жестких тел соединенных упругими связями (пружинами). Возбуждение от вспышек в цилиндрах раскладывается в ряд Фурье. Для каждой частоты считается резонанс, затем амплитуды колебаний суммируются.

Считать и суммировать гармоническое возбуждение в АНСИС очень удобно, а вот сделать расчетную схему крутильных колебаний с жесткими телами в лоб, наверное, не получиться (надо что-то придумывать).   

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

С коленвалом пока просматривается такая схема:

   1. RBD - вычисление нагрузки на шатунные шейки от индикаторного давления на поршень и сил инерции.

   2. Статический расчет коленвала под нагрузками из п.1.

   3. Гармонический анализ крутильных резонансов.

   4. Design Assessment - cуммирование НДС из п.2 и п.3

 

На первый взгляд должно работать.

А Transient где ?...

Изменено пользователем imt
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

 

В 12.01.2018 в 00:03, imt сказал:

расчетную схему крутильных колебаний с жесткими телами в лоб, наверное, не получиться (надо что-то придумывать).

Берите реальный модуль Юнга, если есть желание - квазижёсткие тела моделятся с E на несколько порядков большим. По сравнению с RB отличий не будет, почти.

Изменено пользователем AlexKaz
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Вы, наверное, имеете ввиду Транзиент с почти жесткими телами?... 

 

Для бензинового двигателя критические частоты крутильных колебаний достаточно большие: 400-500 Гц. Для проверки первый раз надо сделать или так, или в Адамсе (я имею ввиду схему крутильных колебаний).

Изменено пользователем imt
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете опубликовать сообщение сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, войдите в него для написания от своего имени.
Примечание: вашему сообщению потребуется утверждение модератора, прежде чем оно станет доступным.

Гость
Ответить в тему...

×   Вставлено в виде отформатированного текста.   Вставить в виде обычного текста

  Разрешено не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отобразить как ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставить изображения напрямую. Загрузите или вставьте изображения по ссылке.

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.




  • Сообщения

    • gudstartup
      а вы хоть станок проверяли по программе на изделии на точность прежде чем товарищей этих выгнать? если нет то грешите на самих себя! система в наших краях еще не распространенная поэтому и тем тут нет надо в поднебесную писать
    • AlexArt
      Ну допустим, ты и на другом ресурсе это опубликовал. А не коммуниздил. Но вот продвигать воровство от государства, ворующее из Вики, это верх мерзости.
    • maxx2000
      Ах, да. Фильтры выбора добавили. Теперь можно выбрать только то что видно на первом плане, а не вместе с тем что с обратной стороны детали. В общем надо обновляться. Как раз работёнка на прессформу нарисовалась 
    • maxx2000
      Причина того - Кроилово. Кроилово всегда приводит к попадалову. Месяц простоял сколько мильонов деревянных потеряли? Вопрос риторический. И ещё будет стоять. Как памятник человеческой глупости и жадности.
    • AlexKaz
      "9 июля 1968 года на мышах был проведен самый знаменитый эксперимент американского ученого-этолога Джона Кэлхуна «Вселенная-25». Суть опыта заключалась в создании идеальных условий, где мыши могли бы жить и размножаться, не ведая никаких забот, вдали от хищников и в отсутствие эпидемий и заболеваний. Для этих целей ученый построил специальный загон, куда были помещены четыре пары белых мышей (самцов и самок). В распоряжении мышей всегда была чистая вода и еда в изобилии, специальные гнезда, где можно обустроить себе жилище ― гнезд в загоне хватало для проживания нескольких тысяч мышей. Температура в загоне в среднем составляла около 20 ℃ и была комфортной для мышей. Животные не подвергались никаким влияниям извне и жили в идеальных условиях в свое удовольствие. А дальше началось самое интересное. На первом этапе эксперимента мыши хорошо размножались, вели активный образ жизни, охотно играли. На следующей фазе эксперимента мыши стали есть меньше, перестали наедаться до отвала. На третьей фазе эксперимента, когда в загоне были уже сотни мышей, произошло распределение социальных ролей, стала ярко выраженной иерархия, клановость. Появились так называемые отверженные ― молодые особи, которых другие, взрослые мыши сгоняли в центр загона, не давали им вести нормальный образ жизни, причиняли физический вред. В природе такое, наверное, было бы невозможно, ведь эти мыши-агрессоры просто не дожили бы до старости: их бы съели хищники. Но в загоне Кэлхуна хищников не было, и взрослые мыши начали попросту издеваться над молодняком. Образовались две большие группировки: самцы-одиночки и самки-одиночки. При этом самки-одиночки отказывались спариваться <с менее статусными многочисленными молодыми самцами и с оставшимися старыми статусными> и отвергали ухаживания самцов. У мышей стал проявляться тотальный индивидуализм, мыши не стремились создать семью. На последней, четвертой стадии мышиная популяция стала сокращаться. Появились самцы, которых сам Кэлхун назвал «красивыми» (англ. beautiful ones), из-за отсутствия ран и рубцов. <В оригинале: They never engaged in sexual approaches toward females, and they never engaged in fighting, and so they had no wound or scar tissue. Thus their pelage remained in excellent condition. - Дословный перевод: Они никогда не прибегали к сексуальным подходам к самкам, и они никогда не участвовали в боях, и поэтому у них не было ран или рубцовой ткани. Таким образом, их шерсть сохранилась в отличном состоянии.> Эти мыши не вступали в борьбу за самок и территорию, не проявляли активности к размножению и только питались, спали и чистили шёрстку. У мышей стали проявляться различные формы девиантного поведения, вспышки агрессии. Самки стали проявлять агрессию, защищать себя сами, стали умерщвлять своих детенышей, а затем окончательно отказались размножаться. На пике эксперимента в загоне одновременно проживало чуть более двух тыс. мышей. Еды и гнезд было достаточно для дальнейшего роста популяции, но через четыре года после начала эксперимента Кэлхун остановил свой опыт, потому что в загоне осталось чуть более сотни мышей, и все они уже вышли из репродуктивного возраста. По итогам эксперимента Кэлхун пришел к выводу, что достижение определенной плотности населения и заполнение социальных ролей в популяции приводит к распаду общества" https://physicsoflife.pl/dict/pic/calhoun/calhoun.. https://scientificrussia.ru/articles/utopiya-dlya-mys.. https://ru.wikipedia.org/wiki/Кэлхун,_Джон_(этолог)
    • gudstartup
      @Koels вот в чем дело пока ds609 это предупреждение поэтому F может и не появится если sv601 это значит ошибка. возможно при нагреве радиатора серво определяет это как предупреждение или ваш вентилятор крутиться медленнее чем оригинальный и серва думает что он встал хотяпри этом обычно на экране в строке состояния FAN.мигает больше у меня вариантов нет....  
    • ДОБРЯК
      Решите любым алгоритмом. Тогда будет конструктивный разговор. :=)
    • Fedor
      https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_numerical_analysis_topics#Eigenvalue_algorithms     :) 
    • Юрий К.Ф.
      Добрый день. Не нашёл тут тему по стойке Китайско Китайской)) Lynuc N3ME. Видать мне так повезло с её наличием)) Приобрели 5-ти осевой Китаец. В б/у состоянии после удара по оси Z. Отремонтировали по механике, заменили батареи на драйверах, выставили лимиты. Всё Ок. Пригласили со стороны людей которые бы разобрались по операторской части. Те два выходных ковырялись, после сказали покажут расскажут, но за огромные деньги. Не сошлись. После месяц станок простоял, когда включили перестал реагировать на регулировку скорости шпинделя. То есть в режиме Jog, включаем обороты, которые стандартно 2140-2149 об/мин. При регулировке процетности не меняются (сама процентность показывает на мониторе). Так же при включении оборотов через команду M03S300 или другое значение, скорость так же показывает 2140-2149 об/мин. Грешить на тех товарищей с которыми не сошлись по деньгам для обучения, как то не хочется. Поковырялся в настройках шпинделя, вроде всё в норме. Проводку на шпинделе прозвонил, целая. В чём причина, не понятна. Кто нибудь сталкивался с подобным, или с подобной стойкой? Может подсказать варианты причины подобного?
    • ДОБРЯК
×
×
  • Создать...