Расчет детали с резиновыми втулками

[AlexKL 34]

Сами мы не местные...

 

Считаю НДС картерной детали, подвешенного на резиновых втулках. Втулки в обоймах. Обоймы закреплены. Нагрузки на деталь от подшипников. Свойства резиновых втулок - линейные. Расчет - линейная статика. При расчете получается, что при разном модуле упругости резиновых втулок разные уровни напряжения в картере (картина распределения одинаковая). Чем выше модуль упругости резины, тем ниже напряжения в картере (и в деталях подвески картера).

Как к этому теорию подвести.

Резину пару раз считал, то там чисто резиновая деталь была и свойства заданы были.

[soklakov 1 475]

Как к этому теорию подвести.

Еще в сопромате это показывается.

Для статически неопределимой задачи, когда в параллель нагружены жесткий и мягкий стержень, усилия уходят  на жесткий. Чем жестче втулки, тем больше усилий они забирают у картера.

 

Хотя если честно, я мало что понял о Вашей геометрии.

[AlexKL 34]

Спасибо за ответ. 

 

По геометрии - Т-образная "труба". Все три "горла" сидят на кольцеобразных резиновых втулках. Втулки вставлены в обоймы - кронштейны. Кронштейны закреплены. Живьем это выглядит как ведущий мост с независимой подвеской. 

[soklakov 1 475]

По геометрии - Т-образная "труба".

Не принципиально) Думаю, озвученная теория как раз Ваш случай. 

[Victor_M 30]

Свойства резиновых втулок - линейные .....  это как же так?
м.б. Вы чего-то не так написали?

[AlexKL 34]

Свойства резиновых втулок - линейные .....  это как же так?

м.б. Вы чего-то не так написали

Из свойств резины - только марка. Соответственно из марки - только твердость. Если из твердости можно как-то получить кривую деформирования - научите. Эксперимент проводить не будут. А если заставить провести, то когда это будет - неизвестно. Да и расчет в линейной постановке - данную задачу в нелинейной комп не вытягивает (11 млн. DOF). Как учили питерские подводники - принимаем инженерное решение - решаем в линейной постановке.

[Victor_M 30]

если есть марка резины - уже что-то

 

скорее всего можно найти "приблизительные" данные в интернете - либо по экспериментам, либо по константам

 

вероятно есть какие-то иностранные аналоги этой резины - возьмите их данные

 

*** кстати, эксперимент - это на так уже долго и не так уж дорого... зря Вы его не хотите провести.

 

не видя модели, не понимая постановки... в общем в отсутствии вообще какой-либо информации о задаче и мат.модели - что либо посоветовать затрудняюсь

 

11 млн степеней свободы, с одной стороны это не много...

а с другой стороны... - чего Вы там за сетку сделали... не понятно...

 

"Как учили питерские подводники" ... мда... это "аргумент"....

наверно из ЦКБМТ Рубин учителя были?!

 

Если Вы откроете какую-то книжку по эластомерам - то там можно найти многократно повторяющиеся слова:

"резина" (может быть иной термин) является существенно нелинейным материалом с самого начала нагружения....

 

*** так что можете передать привет "питерским подводникам"....

Изменено 10 июня 2016 пользователем Victor_M

[soklakov 1 475]

Если Вы откроете какую-то книжку по эластомерам - то там можно найти многократно повторяющиеся слова: "резина" (может быть иной термин) является существенно нелинейным материалом с самого начала нагружения....

 Если Вы приподнимите историю, то найдете период, когда английской академией наук было запрещено использовать закон Гука, с мотивацией - материалы ведут себя нелинейно. Этот факт - нелинейное поведение материалов, многократно был подтвержден экспериментально, и сегодня Вы также можете получить экспериментальное подтверждение нелинейного поведения стали.

И хотя сырбор был вызван больше конфликтом Ньютона и Гука, чем сильно нелинейным поведением металлов, стоит помнить, что закон Гука, это не закон (как закон Ома, например), а разумная аппроксимация окружающей нас действительности.

 

Равно как мы склонны принимать в математической модели сталь линейной, в то время как она таковой не является в реальности,  так и резину для очень большого класса задач можно считать линейной. В основном достаточно малых деформаций и уже можно.

 

Подготовка модели материала, описывающей корректно резину в диапазоне деформаций до 600%, будет не самым рациональным расходованием времени, если в задаче Вы ждете 0,5%.

[AlexKL 34]

И как я воткну нелинейную резину в линейный расчет?

А про питерцев - они по крайней мере, в свое время, показали что-как делать. Ибо остальные только играют в "страну советов" или теперь уже "в консалтинговую компанию?".

Прошу последнее предложение не рассматривать как личный наезд :-)

 

На нашей фабрике за всю историю существования ни разу раму не закрутили, а тут еще резину тянуть 

[Victor_M 30]

Вы "не сердитесь"....    ?
м.б. Вам хотят и пытаются помочь, а Вы просто не понимаете этого...
и Вам кажется что к Вам недоброжелательно относятся....
 

если речь идет о резине, мне кажется это почти на 100% исключает линейный расчет.

"резина" - почти всегда автоматически подразумевает физическую и геометрическую нелинейность...

 

м.б. Вам действительно проще и дешевле кому-то заказать такой вот расчет?

 

судя по Вашим вопросам, Вы совсем не представляете что такое модели "резиноподобных" материалов...

 

"быстро" Вы этот раздел (модели гиперупругих материалов ) не освоите, так как он "тянет" за собой много иного - что так же знать нужно обязательно для правильного решения Вашей задачи....

 

============================================

 

Уважаемый "аемол",

 

к моему сожалению, я не могу согласиться с Вашим мнение о том, что в большей части задач "резину" можно считать линейным материалом....

 

я считаю, что лишь в очень небольшом кол-ве задач, можно ПЫТАТЬСЯ ОЧЕНЬ ОСТОРОЖНО  "замещать" гиперупругие материалы - линейными..., при этом постоянно проверяя баланс энергии и если есть возможность сравнивая с экспериментальными данными

 

впрочем у каждого собственное мнение и его следует уважать....

Изменено 10 июня 2016 пользователем Victor_M

[Борман 2 375]

Из свойств резины - только марка. Соответственно из марки - только твердость. Если из твердости можно как-то получить кривую деформирования - научите. Эксперимент проводить не будут. А если заставить провести, то когда это будет - неизвестно. Да и расчет в линейной постановке - данную задачу в нелинейной комп не вытягивает (11 млн. DOF). Как учили питерские подводники - принимаем инженерное решение - решаем в линейной постановке.

Видно, что человек работает в реальных условиях... а не в тепличных.

 

Это все сказочки про реальную диаграмму деформирования. А если усталось считать - то вообще пипец с данными. Или вот такой прикол.. типа "Учтите жесткость ответной детали", которая не нашей поставки. Ну да.. мне тут же из за бугра скидывают нужные жесткости, или 3Д модель , которую я тут же крошу и считаю. Фуфло все это. Иной раз даже в технических условиях нет базовой информации... которую больше нигде не найти.

 

Это когда есть чистенькая 3Д моделечка, все свойства и нагрузочки - тогда да.. мы все крутые спец, открываем кнопконажиматель и кнопокажимаем, а когда нет силы а есть толкьо масса - появляется умник и спрашивает - "Как сказать программе, что бы она массу приложила как силу ?", и начинаются споры, что брать 9,8 или 9.81.. и обязательно находится седовласый сенсей, который вспоминает, что на гос-экспертизе гос-эксперт сказал что правильно брать 9.81 вместо 9.8.. или правильно 2.06e11 вместо 2e11.

 

А когда жопа с моделью, жопа с исходными данными, жопа со сроками - приходится самолет как летящую балку считать.

[soklakov 1 475]

к моему сожалению, я не могу согласиться с Вашим мнение о том, что в большей части задач "резину" можно считать линейным материалом....

Во-первых, Вы не правильно читаете мое мнение) не большей части, а большой. А много - это понятие относительное.

Рассуждать на тему больше 50% или меньше задач с резинами допускают линейное приближение - неинтересно.

 

Во-вторых, пока Вы очень осторожно будете пытаться, другие уже запустят.

Вы жертвуете временем ради точности там, где она, может быть, не нужна.

Нет смысла считать напряжение до четвертого знака после запятой при коэффициенте запаса 2.

[Fedor 1 597]

"питерские подводники - принимаем инженерное решение - решаем в линейной постановке" - это правильно. Обычно проектируют по первому приближению, а оно линейное. Важно понимать, что учет нелинейности приведет к более податливому решению. Необходимый коэффициент снижения модуля упругости можно получить на простенькой модельной задачке c примерно такими же деформациями и нелинейностями. Коэффициент запаса в лодках небольшой, так как находятся в однородной среде и нагрузки хорошо известны. Когда-то занимался планетарным редуктором, что между турбиной и винтом, так коэффициенты запаса были на уровне 15 % :)

"если речь идет о резине, мне кажется это почти на 100% исключает линейный расчет.

"резина" - почти всегда автоматически подразумевает физическую и геометрическую нелинейность

" когда-то лет тридцать с гаком считал один аспирант по моей программе резиновые подпятники под станки и проводил реальные замеры. Так сначала было все податливое в эксперименте, а потом все очень хорошо совпадало с линейным расчетом. Он взял ножовку и распилил. Оказалось, что у металла были пузырьки в резине. Сначала они обеспечивали податливость, а если без них, то линейное приближение отлично подходит. Да и на бинте резиновом если посчитать на растяжение, то чуть не при 100% удлинении все неплохо и по линейному приближению считается. Каждый может купить резину в рыболовном магазине и проверить до каких пор линейность соблюдается при нагружении монетками привязанный пластиковый стаканчик. Или доливая воды в банку из под пива и меряя перемещение рулеткой :)

Изменено 10 июня 2016 пользователем Fedor

[AlexKL 34]

to Victor_M

Я на Вас не сердужсь... :-) И даже больше... :-) Я в людях вижу только хорошее :-)

 

С резиной я работал - но там были кривые напряжения-деформации со всеми вытекающими последствиями. И расчет шел в Marc. А здесь этого нет (данных по резине). И не будет.

 

А на заре своей "бурной карьеры", используя ansys4.3 и 4.4 считал РМШ. И была возможность сравнить с экспериментов. И результаты были достаточно интересные, что позволяет мне смотреть на "линейную" резину достаточно спокойно.

 

Я могу написать марку - покажете как найти импортный аналог с характеристиками? Без подкола. Мне это действительно интересно.

 

А про питерцев - меня не совсем правильно поняли. Они только дали понятие инженерного решения - постановка формулировки задачи в том виде, в котором нас это устраивает. Инженерное решение м.б. как линейным так и не линейным.

 

С уважением ко всем участвующим в обсуждении. 

[Victor_M 30]

ок!

 

большинством голосов - участники данной темы проголосовали:

не заморачиваться, считать что резину - линейным материалом... ...

 

аминь!

[Fedor 1 597]

" РМШ. И была возможность сравнить с экспериментов. И результаты были достаточно интересные, что позволяет мне смотреть на "линейную" резину достаточно спокойно" - Помню в траках тоже все вело себя вполне линейно, насколько помню :)

[AlexKaz 1 821]

Возможно, что подводники закладывают линейность из-за старения резинок. В энциклопедии Фролова есть фраза, что резинки работают при деформации до 40%.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛАСТОМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Отношение напряжения к деформации
называется модулем релаксации (в случае
постоянства деформации) или модулем ползу-
чести (в случае постоянства напряжения), Его
значение зависит от времени и скорости на-
гружения образца и определ ется характером
релаксационных СВОЙСТВ резии. ДЛЯ ИХ описа-
ния используют спектры времен релаксации,
которые зависят от состава резин. Специфика
деформационных свойств эластомеров состоит
в том, что модуль релаксации зависит не толь-
ко от времени и скорости нагружения образца
но и от абсолютных значений напряжения и
деформации (нелинейность свойств). Нелиней-
ность свойств проявляется тем сильнее, чем
больше значение напряжения и деформации.

Модуль релаксации зависит также от ви-
да деформации (растяжения. сдвига, сжатия`
кручения). При этом значения модуля релакса-
Ции при разных деформациях отличаются от
известных для идеальных упругих несжимае-
мых материалов. Поэтому, приводя модуль
релаксации, необходимо указывать условия
нагружения: режим, вид и значения деформа-
ЦИИ И напряжения.

Механическое нагружение приводит к
необратимым изменениям структуры эласто-
мерных материалов, в результате чего при
повторном их деформировании наблюдаются
иные характеристики. Это явление называется
эффектом размягчения или эффектом Патри-
кеева—Маллинза, Его следствие — зависимость
механических свойств от предыстории дефор-
мирования и, в частности, от технологического
режима изготовления и условий последующего
хранения резин. Релаксационные свойства
эластомерных материалов ВЛИЯЮТ на СГО ПРОЧ-
ностные характеристики. Кроме того, проч-
ность зависит от того состояния, в котором
находится резина. Нижней температурной
границей проявления ВЫСОКОЭЛЗСГИЧНЫХ
свойств резин является температура хрупко-
сти. Выше этой температуры лежит область
сгеклообразного состояния эластомера и об-
ласть перехода эластомеров из стеклообразно-
го состояния в высокоэластическое, характери-

зуемое температурой стеклования Те.
Разрушение эластомерных материалов
при температуре выше температуры хрупк
сти, но ниже Тс сопровождается развитием
вынужденных высокоэластических деформа›
ций, как это имеет место и для пластиков. При

температуре выше температуры стеклования,
эластомерные материалы разрушаются высо-
коэластически, т.е. при больших, преимущест-
венно обратимых деформациях, исчезающих
со временем после разрушения и разгрузки.

Необходимо учитывать, что в реальных
резинотехнических изделиях эластомерный
материал, как правило, подвергается деформа-
циям от нескольких процентов до 30..‚40%
(малые деформации), при этом он находится в
сложно напряженном состоянии. В то же вре—
мя определение прочности эластомеров при
растяжении сопровождается их предельно
возможной деформацией в сотни процентов
(большие деформаЦии), при которой происхо-
дит сильная молекулярная ориентация фраг-
МСНТОВ макромолекул, ВХОДЯЩИХ В простран-
СТВСННУЮ сетку вулканизата,

Поэтому кроме выявления и сопоставле-
ния основных закономерностей разрушения
эластомеров для практики существенное зна-
чение имеют данные о поведении резин в эле-
ментах конструкций, т . при соединении их с
неэластичными материалами, такими как ме-
таллы, пластики, волокна и др.‚ так как в этом
случае на прочностных свойствах эластомеров,
как ни на каких других полимерах, будет ска-
зываться (помимо масштабного фактора и ха-
рактера напряженного состояния) ограничен-
н ть их деформации.

Разрушение эластомеров при действии
механических сил обычно резко ускоряется
активными примесями в воздухе (озоном, ди-
оксидом азота. влагой). а также жидкими аг-
рессивными средами. В соответствии со стан-
дартом ИСО 4632 все резины подразделяются
на типы и классы в зависимости от их устой-
чивости соответственно к термическому ста-
рению в воздушной среде и к набуханию в
жидких средах.

В качестве основных критериев, опреде-
ляющих степень изменения свойств эласто-
мерных материалов вследствие воздействия
факторов старения, обычно используют пока-
затели упругопрочностных СВОЙСТВ и ИХ изме-
нение в условиях эксплуатации. К таким пока-
зателям относятся условная прочность и отно-
сительное удлинение при растяжении, твер—
дость и относительная остаточная деформация
при сжатии после старения, морозостойко ть
по коэффициенту восстанавливаемости разме—
ра образцов.

Изменено 10 июня 2016 пользователем AlexKaz

[Fedor 1 597]

А дальше что перестают ?  Да раза в два легко растянуть можно. Но сечение уменьшается и по идее жесткость уменьшается , но жизненный опыт стрельбы из рогаток в детстве подсказывает, что жесткость  при приличном растяжении растет. Видно длинные волокна выравниваются ... :)

Нет никакой ползучести обычно у резины и изделий из нее.  Хотя шарики детские ползут. Но и растягиваются чуть не на порядок при надувании  :)

Изменено 10 июня 2016 пользователем Fedor