Перейти к публикации

Вал - низкорадиусный концентратор - цементация


StanislawDovnar

Рекомендованные сообщения

Добрый день!

 

Делаем оценочный МКЭ-расчет для вала, подвергающегося кручению и растяжению одновременно. Режим нагружения - циклический.

image.jpg

Статический расчет выявляет мощный концентратор напряжений - галтель R 1,5 мм (242 МПа) - между диаметрами Ø150 и Ø130 мм.

Ситуация - стандартная. Советы, которые можно дать, - тоже. Но, похоже, проектировщик по своим соображениям оставит все так, как есть - низкорадиусную галтель.

Предполагается технологическая цепочка: точение - цементация - объемная закалка - шлифование. Сталь - вероятно, 25ХГТ.

 

Наше сомнение - как будут сочетаться малая галтель и цементация (создание науглероженного, твердого и хрупкого поверхностного слоя - толщина обычно более 1 мм)?

Цементация обеспечит износостойкость и прочность на больших шейках вала. А не пойдут ли хрупкие трещины на небольших цементованных галтелях, канавках, буртиках?

За кадром базового МКЭ-расчета остается и вопрос о концентрации остаточных закалочных напряжений.

 

Может, у кого-либо есть конкретный опыт? Можно ли цементовать низкорадиусные концентраторы на практике? И поручаться за их долговечность?

Просим совета!

Изменено пользователем StanislawDovnar
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах


А у Вас в модели вал с галтелью? Думаю, что если попробовать просчитать несколько вариантов с разными радиусами, удастся установить степень изменения напряжений.

Хотя, возможно заказчик никак не желает менять конструкцию. Просто очень много технологических операций ради одной галтели. 

А насчет цикличности - каков ее порядок? Возможно ли биение какого-нибудь пошипника о галтель? После цементации эта зона ведь будет хрупкой.

И еще, внутренние напряжения после цементации снимают отпуском. Так что они будут присутствовать, конечно, но не повлияют на процесс эксплуатации. 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

image.jpg

Да, речь идет о галтели  R 1,5 мм между буртиком и пояском. На рисунке на ней маркер "326 МПа". Это более точная оценка Seqv, чем на предыдущем рисунке (242 МПа). Попутно, это иллюстрация сходимости в МКЭ. Более высокий уровень напряжения выявлен благодаря детализации сетки и многослойной укладке конечных элементов (inflation).

Влияние радиуса мы оценили. Вариация его в 4 раза в обе стороны дает диапазон напряжений от 515 до 216 МПа. Радиус галтели следует увеличить. Готовы и другие конструкторско-технологические рекомендации.

Но вопрос не в этом. И даже не в МКЭ.Проектировщик по своим причинам может оставить все как есть (малый радиус галтели). Тогда получаем сочетание небольшого радиуса с цементацией (а это все-таки охрупчивающая ХТО).

Мы верим, что цементацию будущего концентратора проводить можно и часто нужно. Но с соблюдением тонкостей. Хотелось бы понять, каких.

Иначе повиснет опасность старта хрупких трещин на галтели, не улавливаемая напрямую виртуальными испытаниями.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
14 часа назад, piden сказал:

@dbarlam, спасибо за книгу!)

Я тоже хотел бы сказать спасибо :). Может поделитесь литературкой ;)

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1 hour ago, Guterfreund said:

Может поделитесь литературкой ;)

Надеюсь, Барлам потом за мной Моссад не вышлет)

Machine Elements Life and Design.pdf

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

друзья прочнисты , надеюсь у Мосада есть более интересные дела чем отслеживать мой

скромный вклад в техническую литературу

Я видел в интернете бродит еще одна моя книга 

Для занимающихся МКЭ она может быть более интересна

Nonlinear Problems in Machine Design

Если не отыщете  - дайте знать  - поделюсь

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
2 hours ago, dbarlam said:

Nonlinear Problems in Machine Design

Если не отыщете  - дайте знать  - поделюсь

Спасибо! Особенно за предложение поделиться) Не стоит - она ищется на раз)

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Она готовилась в 1998-2000 и конечно несколько устарела , особенно в плане контактных задач.

С тех пор был сделан огромный рывок. Когда я писал эту главу я обратился к MSC они прислали мне свои материалы, но

в выводе были ошибки - поэтому я весь вывод проделал с 0. Примеры там - задачи конкретные которые решены щот начала и до конца.

Мой напарник ( к сожалению покойный) очень хороший методист ( как специалист не очень) и благодаря ему все этто приняло неплохую форму 

для начинающих расчетчиков , не с 0 конечно , задачи все нелинейные

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
В 17.09.2017 в 16:41, StanislawDovnar сказал:

Попутно, это иллюстрация сходимости в МКЭ.

Я бы не стал так торопиться, если учитывать качество сетки.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

@kolo666

Не стоит капать на качество сетки. Оно достаточное. На концентраторе применена опция inflation.

При измельчении сетки вдвое напряжения даже немного размываются.

На паре картин внизу красный цвет - 300 МПа.

Сетка, как на рисунках выше:

image.jpg

 

И вдвое мельче.

image.jpg

 

В практическом смысле сходимость достигнута.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

@StanislawDovnar ошибку узловых осреднений смотрели?

Мне показалось, или у Вас при уменьшении размера сетки уменьшаются напряжения?

А капать на качество сетки всегда можно и нужно, не просто так напридумывали разных критериев качества. Особенно в таких задачах. Или фразы на подобии "Warning bed element" у Вас просто игнорируются?)

Изменено пользователем kolo666
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Известно, что редкая сетка на концентраторах недооценивает напряжения.

Если возле концентраторов разбивка произведена негусто элементами "тетраэдр" и "призма", то картина напряжений "плещется". Всплески напряжений имеют численно-математическое происхождение и могут быть довольно высоки (и локальны хотя бы в одном направлении - сопоставимы с размером элемента).  Это отражается и в energy errors.

 

При улучшении качества сетки ошибки снижаются, всплески разглаживаются, общий уровень напряжений подрастает до предела сходимости.

В местах вычислительных всплесков напряжения могут немного понизиться ( к общему выравнивающемуся полю напряжений). 

Думаю, это и происходит (чуть-чуть) на второй картинке по сравнению с первой.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
В 17.09.2017 в 17:12, StanislawDovnar сказал:

Наше сомнение - как будут сочетаться малая галтель и цементация (создание науглероженного, твердого и хрупкого поверхностного слоя - толщина обычно более 1 мм)?

Цементация обеспечит износостойкость и прочность на больших шейках вала. А не пойдут ли хрупкие трещины на небольших цементованных галтелях, канавках, буртиках?

За кадром базового МКЭ-расчета остается и вопрос о концентрации остаточных закалочных напряжений.

Курсовой проект - расчёт редуктора: находим эпюры, находим нормальные и касательные напряжения, в зонах галтелей умножаем на коэффициент концентрации. В вашем случае k=~3.

О цементации - в Шейнблите по-моему только закалка + ТВЧ.

В 17.09.2017 в 20:13, piden сказал:

Вариант С здесь не поможет?

 

  Показать содержимое

 

 


LGN7gd7.png
 

 

 

Красивые идиализированные картинки, нехватает реального эксцентриситета.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
В ‎22‎.‎09‎.‎2017 в 18:42, dbarlam сказал:

друзья прочнисты , надеюсь у Мосада есть более интересные дела чем отслеживать мой

скромный вклад в техническую литературу

Я видел в интернете бродит еще одна моя книга 

Для занимающихся МКЭ она может быть более интересна

Nonlinear Problems in Machine Design

Если не отыщете  - дайте знать  - поделюсь

А я бы не отказался! Быстро найти книгу в сети не удалось. Если есть возможность, выкладывайте, пожалуйста, ее сюда...

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

@StanislawDovnar это вы мне объясняете или что? Короче:

"При улучшении качества сетки ошибки снижаются" так вот качество сетки у вас никакое, это видно без увеличительного стекла. И если вы посмотрите ошибку осреднений, то увидеть там сумасшедшие цифры. А вообще оставляйте все как есть, кто я такой. Видимо вы не нашли в Википедии что такое якобиан например и тд. 

Изменено пользователем kolo666
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

@kolo666  Поясняю!

Здесь конечные элементы с квадратичной аппроксимацией перемещений. Они не так уж плохи на редких сетках (не путать со старинным solid45 с линейной интерполяцией). В данной сетке густота элементов достаточна. Есть сгущение на поверхностях. В глубине сетка реже и хуже, но это не так уж страшно.

Область концентратора выстлана 5-ю тонкими слоями элементов - inflation. Критерии качества и сходимость при сгущении прослежены.

Конечно, совсем регулярная сетка была бы совсем хороша. Но и того, что есть достаточно для инженерной точности. Это ведь не CFD с его требованиями к сетке.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
5 часов назад, piden сказал:

Это вы о чем вообще?

О допусках и гравитации, ерунда, но мало ли какая у них гравитация.

В 17.09.2017 в 17:12, StanislawDovnar сказал:

кручению и растяжению одновременно. Режим нагружения - циклический.

Коэффициент динамичности?

Показать содержимое  

@piden , чёй-то вы перешли на вы, чёй-то замышляете =)

Hide  
Изменено пользователем AlexKaz
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

    • Guhl
      Есть вот такие штуки. Если не лень, то можете на оптопарах hcpl спаять самому На плк простая программа с высокоскоростным счетчиком  Как вариант, по прерываню от нуль метки переписывать значенин счетчика в регистр     А фанук сам не умеет разве в диагностике показывать количество импульсов, которые насчитал?
    • gudstartup
      это как например у датчика уровни ttl какой плк работает с ttl уровнями а если уж проверять то нужен тестер сигналов например lir 590 но надо жгут изготавливать и разъем который на аi приводах стоит для энкодера проще всего проверить заменой датчика только вот со сроками покупки беда  хотя может шестерня виновата??
    • scrimline
      Сомневаюсь что попало что-то, скорее всего оператор который работал до меня этой рукой не пользовался да и за эмульсией не следил. Думаю скорее закоксовалось, поскольку после команды рука стояла на месте секунды 2-3 и начала опускаться с рывком. По поводу ладдера, постараюсь скинуть, но на нашем предприятии проблемы и с флешками и с общей сетью, да и ПК на рабочем месте нет. 
    • Bot
      Команда CSD пообщалась с представителями компании «КС-ПРО» и выяснила, как происходило внедрение G-Station, сколько времени занял процесс перехода на новую платформу, узнала об организации совместной работы и о функционале платформы. Основное направление компании «КС-ПРО» — оказание комплекса услуг технического заказчика, в том числе и для крупных офисных девелоперов. Внедрение G-Station в «КС-ПРО» проходило в ноябре 2022 года. G-Station — это всего лишь один из модулей комплексной платформы G-Tech Suite. Специалисты компании отмечают, что G-Station действительно стала хорошей альтернативой BIM 360. Специалисты «КС-ПРО» получили доступ к полноценной единой информационной среде с облачным хранилищем файлов и моделей, а также такими возможностями, как: Управление проектами, пользователями и подрядчиками; Создание чек-листов; Создание шаблонов чек-листов с процессами согласования; Передача документации на строительную площадку; Просмотр 3D- и 2D моделей [...] View the full article
    • Bot
      АСКОН, российский разработчик инженерного программного обеспечения и ИТ-интегратор, подвел итоги 2023 года. Выручка компании выросла на 47% и достигла 5,6 млрд рублей, штат сотрудников увеличился до 1250 человек. Клиентская база пополнилась тысячью предприятий, и сегодня с решениями АСКОН работают почти 16 000 заказчиков из всех отраслей промышленности и строительства. На динамику бизнеса положительно повлияли рост промышленного производства, сопровождающийся инвестициями в цифровизацию, крупные инфраструктурные проекты и курс страны на технологический суверенитет. Лидерские позиции компании в разработке и интеграции подтверждены профессиональными рейтингами. АСКОН, единственный из разработчиков инженерного ПО, вошел в ТОП-100 российских ИТ-компаний в рейтинге CNews; второй год подряд — в десятку крупнейших ИТ-поставщиков в сфере промышленности и строительства по данным TAdviser; впервые назван в тройке ведущих proptech-компаний как [...] View the full article
    • esergey
      это всего лишь видео - я не шарю в этом ...  
    • lem_on
      ну с дуру известно что сломать можно.
    • Viktor2004
      руку привязки так сломать легко
    • lem_on
      По моему вполне логично если станок вывалится в ошибку если рука не доехала до места. У меня так же если кулачки или деталь на пути, просто пихаеш ее до места и станок опять активен. Но нынешние пановья даже не могут написать модель станка.
    • Viktor2004
      Я согласен что скорее всего проблема механическая Но если логика прописана криво и возможно не предусмотрела остановку в промежуточном состоянии, разве не логично будет попробовать принудительно подав напряжение дернуть эту руку вверх-вниз? Возможно то что туда попало выпадет  
×
×
  • Создать...