Расчет развязки

[loooper 1]

Добрый день, 

 

требуется помощь с расчетом в SW Simulation. Суть задачи: 

имеются две каретки, соединённые балкой. Одна из кареток жестко закреплена, вторая имеет возможность двигаться по направлению, указанному красной стрелкой (см. скриншот во вложении). Нужно узнать, как будет себя вести конструкция, если к торцу каретки приложить силу. Какую силу - неизвестно. Речь шла о том, чтобы получить смещение 1,5мм, но думается мне, что 1,5мм - это многовато для такой конструкции. Но не суть. Главное пока для меня - понять, как правильно задать ограничения и нагрузки, какие настройки для расчёта произвести.  Вся загвоздка в геометрии кареток (см. модель во вложении) - в них есть вырезы, которые призваны служить в качестве развязки. Собственно ради них весь расчёт и производится. Размеры этих вырезов, толщина тонкой стенки-перемычки - всё это пока что сделано примерно. Размеры могут корректироваться по результатам расчётов. Собственно ниже - вопросы:

 

• В качестве креплений я использовал "Зафиксированная геометрия" для неподвижной каретки. С подвижной сложнее. Пытался двумя способами. Первый способ: использовал крепление "Использовать справочную геометрию", задавал смещение вдоль кромки 1,5мм (см. скриншот во вложении). В моём понимании это и была нагрузка. Силу не прикладывал. Расчёт проходил нормально. Напряжения получал в районе 100МПа. Такой способ имеет право на жизнь ? Или это совсем не из той оперы ? Второй способ: использовал крепление "На плоских гранях" (см. скриншот во вложении). Оставлял каретке возможность двигаться лишь в одном направлении (вдоль пресловутой красной стрелки) - остальным двум направлениям задавал нулевое смещение. Прикладывал силу. Даже при самой незначительной нагрузке в районе 200Н получал смещение в десятки миллиметров. Напряжения в районе 1500МПа. Думается мне, что всё дело в неверной интерпретации как раз-таки вырезов кареток. Думаю, я не задал какие-то дополнительные условия (типа набора контактов, чтобы недопустить проникновения геометрии в саму себя). 
• Раздел "Крепления". Использовал "Глобальный контакт - Связанные", который SW автоматически выставил. Стоит ли выставлять контакты вручную ? Необходимо ли добавлять для вырезов группы контактов, чтобы предотвратить проникновение в ходе расчета ?
• В свойствах исследования, на вкладке "Параметры" есть чекбокс "Большие перемещения" - нужно ли учитывать большие перемещения, туториал SW говорит, что нужно, т.к. результаты будут точнее. Какую решающую программу выбирать - играет роль ?
• Создание сетки: использовал сетку на основе кривизны. Размер max элемента выставлял 10мм, размер min элемента выставлял 0,3мм. Выставлял, что называется, "от балды". Руководствовался лишь тем, что стенка 0,75мм - значит min размер элемента должен быть меньше. Остальные параметры не трогал: Мин. число элементов в окружности: 8; соотношение увеличения размера элемента: 1,6. Есть ли здесь какие-то недочёты с моей стороны ?
• Целесообразно ли считать всю сборку целиком - каретки + балка ? Или же считать каждую каретку по отдельности ? Если считать по отдельности, то какие ограничения использовать, для того, чтобы симулировать то, что каретка связана с другой кареткой балкой ? Использовать в качестве нагрузки удаленную массу ?

 

В общем, вопросов много, а ответов мало. Надеюсь на помощь куда более опытных в расчетах людей. 

Заранее спасибо за советы. 

 

P.S. За качество скриншотов извиняюсь, но ограничение по объему загружаемых файлов не даёт развернуться. Суть из скриншотов, думаю, понятна.

Развязка модель.x_b

[karachun 2 038]

Я выкинул каретку и заменил ее RBE2 элементом. На мой взгляд развязка в этой каретке ничего особо не развязывает, каретка намного жестче балки. Особой разницы в результатах, по перемещениям и напряжениям, для закрепленной по оси Y и не закрепленной каретки я не нашел.

Перепутал сантиметры и миллиметры, цифры на скриншоте можно разделить на 10, расчет линейный. Тогда для перемещения на 1,5 мм нужно около 2000 Н или 200 кг, что для квадратной трубы толщиной 6 мм и со стороной 180 мм, сущие понты.

Напряжения в паскалях, перемещения в метрах, все можно разделить на 10  

Hide  

Я думаю, что и труба и каретки по отдельности выдержат, но нужно проверить сварной шов, они ведь приварены друг к другу? Можно в первом приближении прикинуть реакцию по сопромату, как для консольной балки, и посмотреть - выдержит ли шов на каждой каретке.

По поводу высоких напряжений - посмотри шапку этой темы, под спойлерами:

И еще, если хочешь, чтобы тебе помогли по солиду, то выложи сам проект, вряд ли кто-нибудь захочет создавать проект солида с нуля, когда у тебя есть готовый, нужно только внести пару изменений.

Изменено 12 июня 2018 пользователем karachun

[loooper 1]

1 hour ago, karachun said:

они ведь приварены друг к другу?

Нет, этим, кстати я наверняка ввёл всех в заблуждение. Рама, которая ставится на каретки - она да, сварная. А вот рама к кареткам крепится на винты. Собственно отверстия я убрал, т.к. как работать с крепежом при расчётах - ума не приложу. Прикрепляю модели кареток, в них есть отверстия - за них собственно и крепится рама. 

1 hour ago, karachun said:

И еще, если хочешь, чтобы тебе помогли по солиду, то выложи сам проект, вряд ли кто-нибудь захочет создавать проект солида с нуля, когда у тебя есть готовый, нужно только внести пару изменений.

С радостью бы приложил, но у меня ограничение в 500кб для прикрепления файлов. Можно как-то прикрепить больше ?

1 hour ago, karachun said:

По поводу высоких напряжений - посмотри шапку этой темы, под спойлерами

Спасибо, почитал с удовольствием. И понял, насколько же я ещё далёк от всего этого. 

 

Также во вложении скриншоты - пробовал считать каретки по отдельности, прилагая момент. Для каретки с двумя отв. вышло макс напряжение 250МПа, а для каретки с тремя - 1250МПа (См. скриншоты). Причём учитывая длину балки в почти 2м, момент 20Н*м. Это выходит что всего лишь на 10Н надавить - и всё к чертям погнётся. Т.е. перегородка 0,75мм совсем дохлая. Ну а насчёт напряжения в 1250МПа - схему я понял - уверенно заявить, что это сингулярность 

Part2.x_b

Part1.x_b

[Mrt23 173]

а я думал, что вторая опора вообще скользит... интереснее было бы.=)

[karachun 2 038]

Выложи на fex.net, результаты можешь удалить, чтоб меньше было скачивать.

Теперь я понял, что имелось в виду под развязкой, я думал, что вся колодка по плоскости приварена, тогда по развязкам можно действительно посчитать колодку отдельно, но нужно мельчить сетку - минимум 4 элемента на толщину, по напряжениям можно смотреть есть ли значительное напряжение через сечение развязки, а не в одной точке, для начала.

Получается у тебя за центральное отверстие колодка прикручена к фундаменту, а за боковые к балке, ну или наоборот?

@Mrt23 получается одна опора скользит, но основная нагрузка будет на закрепленной - сила+момент.

[karachun 2 038]

Сразу вопрос - а можно сделать развязку в форме котенка "змейкой" - полукругами, зигзагами, синусоидой и так далее, надеюсь понятно - при поперечном смещении будут возникать растягивающие силы, но сам брусок может не давать пластине растягиваться - он жестче.

[loooper 1]

27 minutes ago, karachun said:

Выложи на fex.net, результаты можешь удалить, чтоб меньше было скачивать.

Сделано: https://fex.net/375087352560

 

27 minutes ago, karachun said:

Получается у тебя за центральное отверстие колодка прикручена к фундаменту, а за боковые к балке, ну или наоборот?

Схема такая. 2 каретки, в одной 2 отверстия для крепления к балке, во второй 3 отверстия для крепления к балке. К балке эти каретки крепятся через отверстия, а дальше они крепятся к моторам. Я фиксирую обычно по 4м площадкам. Скриншоты для пущей ясности прилагаются. Для каретки с 2мя отверстиями - картина такая же.

27 minutes ago, karachun said:

минимум 4 элемента на толщину

Т.е. сетка в тонкой перегородке 0,75мм должна иметь макс. размер элемента всего 0,19мм. Боюсь, что мой ПК сгорит, ну или досчитает к 2030му году 

Изменено 12 июня 2018 пользователем loooper

[karachun 2 038]

Так сильно мельчить нужно только пластинки, остальная сетка может быть намного грубее - даже грубая сетка нормально отражает жесткость конструкции, а для тебя интересны напряжения в пластинках и скруглениях. И что по моему сообщению под номером 6, можно ли сделать фигурную развязку?

[loooper 1]

4 minutes ago, karachun said:

можно ли сделать фигурную развязку

Фигурным сделать именно сам вырез с тонкой стенкой ? Если я что-то не так понял, то попрошу эскиз хотя бы в пэйнте.

[karachun 2 038]

Вот так и пластину:

Показать содержимое  

Hide  

Можно сделать колодку из нескольких деталей, тело колодки и отдельно сами развязки плюс немного метала за скруглениями. Собрать все это вместе, на прилегающих гранях назначить контакт типа Bonded, или как он там называется и тогда модель будет "склеена" - можно одновременно сделать мелкую сетку на развязке и грубую в теле колодки, выйдет дешево и сердито.

гугли "fea glued mesh"  

Hide  

[Mrt23 173]

Я думал все на контакте, а одна скользит.

Но там копейки и по силам и по напряжениям.

Проверил и засомневался. Оказалось, что не так понял условия задачи.

[karachun 2 038]

Еще можно смоделировать всю конструкцию, но балку из солидов сразу за колодкой можно обрезать и при помощи RBE2 или RBE3 элемента связать с балочным элементом вместо большой и не особо нужной сетки.

[loooper 1]

15 hours ago, karachun said:

Еще можно смоделировать всю конструкцию, но балку из солидов сразу за колодкой можно обрезать и при помощи RBE2 или RBE3 элемента связать с балочным элементом вместо большой и не особо нужной сетки.

Ну, думаю сетка балки - это не самая большая проблема. Да и из того, что я нагуглил - в SW нет RBE3 элементов, есть дистанционная нагрузка - но это не совсем идентичные вещи. Сейчас сделаю сборные каретки (отдельно элементы развязки и отдельно остальной корпус) и попробую собрать сборку. Посмотрим, что получится.

 

P.S. Насчёт фигурной развязки - думается мне, что такая развязка будет сопротивляться давлению балки сверху гораздо хуже, нежели тот вариант, который сделан сейчас.

[vik_q 138]

18 hours ago, karachun said:

минимум 4 элемента на толщину

два

там по умолчанию элементы второго порядка.

Изменено 13 июня 2018 пользователем vik_q