Запутался.Контакты в Simulation

[Владимир Б. 2]

19 минут назад, kolo666 сказал:

@Владимир Б. Скиньте геометрию в формате Parasolid, посмотрим как должно быть)

Буду очень признателен

Анализ.rar

[averome 58]

27 минут назад, Владимир Б. сказал:

Максимальные деформации

Интересно. Скинь мне название методике на основание которой ты проводишь оценку прочности. Нужно смотреть возможно там концентраты.

Какой материал используется, откуда хра-ка материала взяты, для чего вообще трубки предназначены (это нужно что бы выбрать КЗП).

И можешь картинку с FOS сделать, чтоб шакала была от 0 до 1,1, а то по твоей шкале не видно на сколько обширны зоны, потому что всё красное. И вывести лучше эпюру напряжений. Только не интерполировать результаты, а дискретный вывод.

Сетку используй "на основе смешанной кривизны", там используются элементы второго порядка, вроде как.

[karachun 2 038]

40 минут назад, kolo666 сказал:

Насколько помню Advanced Nonliner такое не поддерживает.

Вот оно что, а я задавал опцию "Include Shell Thickness" в базовых настройках NX Linear.

Приду домой - попробую отыграть толщину через отстояние контакта в настройках контактных регионов.

10 минут назад, averome сказал:

Нужно смотреть возможно там концентраты.

Даже если труба немного и потечет, то на общую прочность это сильно не повлияет, другое дело а что собственно говоря автору нужно?

@Владимир Б.  конструкции обычно не разрушаются даже если в небольшом объеме напряжения превышают предел текучести.

[kolo666 253]

13 минуты назад, karachun сказал:

а я задавал опцию "Include Shell Thickness" в базовых настройках NX Linear.

Этот набор опций только для линейного решения.

[kolo666 253]

1 час назад, Владимир Б. сказал:

Буду очень признателен

Анализ.rar

*** Все результаты на картинках ниже делим на два, забыл силу поделить пополам (симметрия) ***

 

E=7300 кН/см2, коэффициент трения 0.3 (взял наобум)

F= 0.98 0.49 кН

У меня общая картинка напряжений такая (максимум 42.83 21.41 кН/см2):

 

Напряжения во внутренней трубе:

 

Распределение контактного давления и сил:

 

Максимальные напряжения 42.83 21.41 кН/см2 и они возле заделки. Какой у Вас предел текучести?

 

@karachun А зачем тут нелинейный анализ?

1 час назад, karachun сказал:

Приду домой - попробую отыграть толщину через отстояние контакта в настройках контактных регионов.

Не лучшая идея для нелинейного анализа.. ZOFFS игнорируется в Advanced Nonliner. В общем проще кусок солидами разбить)

Изменено 20 августа 2018 пользователем kolo666

[averome 58]

51 минуту назад, kolo666 сказал:

21.41 кН/см2

ну и единицы измерения... Высокие напряжения, предел текучести у Алюминия для листа 110 МПа, временное 240 МПа (это по АМг5). Если брать Д16 то там предел текучести значительно выше , для листа 320 МПа, а предел прочности 450 МПа.

@Владимир Б. Нужно больше данных. Иначе, ни о чем разговоры...

[Владимир Б. 2]

 

4 часа назад, averome сказал:

Интересно. Скинь мне название методике на основание которой ты проводишь оценку прочности. Нужно смотреть возможно там концентраты.

Какой материал используется, откуда хра-ка материала взяты, для чего вообще трубки предназначены (это нужно что бы выбрать КЗП).

Гм... Методика называется "наобум" :))))
Видимо, придется позориться от начала и до конца :) Буду писать максимально подробно
Сам ни разу не конструктор, просто сейчас заняться особо нечем (станок не подключен-жду хозяина) и друзья-водники озадачили таким вопросом. Где сломается шафт весла из дюрали и можно ли заменить вставку на полиацеталь или полиамид. Причины такой замены мне примерно ясны - люфты в креплении шафт/трубка из-за больших зазоров. Видимо хотят точить вставку и втулку на станке с минимальными допусками. Сказал, что поковыряюсь, Солид такое позволяет.
Имеем весло, фото прикладываю.
Длина половинок (2х разборное, есть 3х разборные) - 660мм (60мм - для заделки в лопатке) + 500мм длина лопатки. Основной диаметр 30мм, стенка 1мм, материал дюраль д16т. Длина вставки 120мм (по 60мм для заделки), диаметр 28мм, стенка 1мм, материал тот же; на половину мертво вклеена в основную трубку. Фиксация всего этого колхоза - латунные кнопки (2шт) на пружинке изнутри через сквозные отверстия в вставке и второй половинке шафта. Ширина хвата рук примерно 560мм, ширина ладони пусть 100мм. Вот все исходные данные.

Отталкиваясь от исходников, смоделировал упрощенную схему.

1. Поскольку лопатки разные по форме/материалу их не учитываю вообще. Принимаю грань левой половины (L=600м от центра) как жесткозаделанную.

2. Вставка пусть сварена с левой половинкой шафта ( еще клея не хватало в общей системе).

3. Зазор между правой и левой половинками шафта взял 0,5мм - погрешность на обрезку, не идеально делают.

4. Принцип гребка принял таким (упрощенно) - левой лопаткой упираешься о воду, правой рукой упираешься в шафт. Левой рукой тянешь весло на себя.
5. Исходя из п.3и 4- укорачиваю правую половинку шафта до L= 279,5мм (ширина хвата до правой руки). Грань считаю жестко заделанной.

6. В месте левого хвата прилагаю произвольную нагрузку в 100мм зоне. Солид рисует на половинку грани, сделал зону 2мм по ширине.

7. Оценку прочности производил по предельным деформациям и коэф. запаса прочности - там, где он меньше всего - самое слабое место в системе.

8. Материал брал с базы Солида - 3.1355 (EN-AW 2024), коэф.трения 0,3 (наобум).

9. Все диаметры труб принимал "чистыми", указанные производителем. В реальности - все гуляет и зазоры сильно отличаются от партий и/или анодировки.
Вся модель очень грубая, но для сравнения - думается, что достаточна.
Выкладываю фото весла в сборе и разобранном виде (для понимания) + выкладываю скрин хар-к материала.

Изменено 20 августа 2018 пользователем Владимир Б.

[karachun 2 038]

А чего нагрузка произвольная? Тогда и результаты тоже произвольные будут. Можно найти максимальную нагрузку, а потом посмотреть как это соотносится с силой гребца.

Еще там оба конца надо считать шарнирно опертыми. Вообще выкинь контакты для начала, и считай все единым целым. На к-т запаса не смотри, у тебя напряжения через все сечение не должны превышать предел текучести.

И еще лучше начни с ручных расчетов по учебнику по сопромату, как в институте, как шарнирно опертую балку с силой приложенной не по центру - будет намного проще и быстрее. Потом переходи к прочности втулки.

И раз уж ты знаешь, что у тебя материал Д16Т, то поищи в инете его свойства и задай их вручную, создай новый материал в солиде.

Изменено 20 августа 2018 пользователем karachun

[Владимир Б. 2]

8 минут назад, karachun сказал:

А чего нагрузка произвольная? Тогда и результаты тоже произвольные будут. Можно найти максимальную нагрузку, а потом посмотреть как это соотносится с силой гребца.

Еще там оба конца надо считать шарнирно опертыми. Вообще выкинь контакты для начала, и считай все единым целым. На к-т запаса не смотри, у тебя напряжения через все сечение не должны превышать предел текучести.

И еще лучше начни с ручных расчетов по учебнику по сопромату, как в институте, как шарнирно опертую балку с силой приложенной не по центру - будет намного проще и быстрее. Потом переходи к прочности втулки.

И раз уж ты знаешь, что у тебя материал Д16Т, то поищи в инете его свойства и задай их вручную, создай новый материал в солиде.

Ну можно и максимальную найти... Просто так сильно и не гребут :) В редких случаях.
Ок. Учту.

Да ну их... Сами пусть считают вручную. Я из сопромата помню только "балка с защемлен концом" :)))) И так гудит голова от сторонней инфы. Сопромат вспоминать - ну точно не входит в мои планы.

Т.е. Солидовская база врет?

Изменено 20 августа 2018 пользователем Владимир Б.

[karachun 2 038]

27 минут назад, Владимир Б. сказал:

Т.е. Солидовская база врет?

Нет, но я, например, если использую материал, отличный от стали, то всегда лезу в интернет и ищу хотя бы 2-3 разных источника. Для алюминия это не критично, а вот для полимеров, пластмасс и прочего разброс свойств может быть большой. Короче если тебя можно ночью разбудить и ты скажешь модуль упругости алюминия, то можешь его не искать, иначе лучше перестраховаться.

27 минут назад, Владимир Б. сказал:

Я из сопромата помню только "балка с защемлен концом" :)))) И так гудит голова от сторонней инфы. Сопромат вспоминать - ну точно не входит в мои планы.

А вот это плохо - если не можешь раскрутить это весло на бумаге по сопромату, то никакой солид или даже ансис тебе не поможет, ты просто не будешь знать чего ожидать. Чуть позже я скину ручной расчет и ты увидишь, что там нет ничего сложного.

Надо просто понимать, что нельзя просто засунуть модель в программу, нажать кнопку и сделать модели МКЭ. И к разным типам задач нужны разные подходы. В твоем случае можно было бы начать с балок а потом перейти к оболочкам а пластиковую втулку сделать солидами.

Изменено 20 августа 2018 пользователем karachun

[Владимир Б. 2]

3 минуты назад, karachun сказал:

 

Надо просто понимать, что нельзя просто засунуть модель в программу, нажать кнопку и сделать модели МКЭ. И к разным типам задач нужны разные подходы. В твоем случае можно было бы начать с балок а потом перейти к оболочкам а пластиковую втулку сделать солидами.

Да уже догадался, что нет волшебной кнопки, увы и ах. Мне сопромат по работе в общем без надобности, поэтому им и не владею, хотя это, ИМХО, не хорошо. 

По характеристикам - принял, учту.

 

Вот, сделал все целое ( глобальный, связанные). Только шарнир пока не учел - ща поковыряюсь.
Затягивает программа и задача, если честно :) Не могу отлипнуть, хоть жена и ворчит

[soklakov 1 475]

56 минут назад, Владимир Б. сказал:

можно ли заменить вставку на полиацеталь или полиамид.

можно.

37 минут назад, Владимир Б. сказал:

Я из сопромата помню только "балка с защемлен концом"

а этого как раз будет достаточно.

 

Напряжения от изгиба: S=M/W

где 

M - изгибный момент в сечении

W - осевой момент сопротивления (для круглого (W1) и кольцевого(W2) сечения формулки легко гуглятся).

 

по веслу идет момент, и никакой узел не должен сломаться от него. Какой момент идет по веслу? Да не больше того, который сможет передать кольцевое сечение весла.

Найдем максимальный момент:

M=S*W2

где

S - допускаемые напряжения в алюминии (треть предела прочности).

W2 - осевой момент сопротивления кольцевого сечения основной трубы весла.

 

а дальше хоп...

S1=M/W1

где W1 - осевой момент сопротивления сплошного круглого сечения (ориентировочно раза в четыре больше, но лучше посчитать точнее)

S1 - напряжения во вставке, которые нужно сравнить с допускаемыми - третью предела прочности материала вставки.

 

То есть, если предел прочности нового материала в четыре раза меньше, чем прочность алюминия - то все ок. Если прочность меньше в пять раз - то не стоит.

Я так погуглил, для полиамида навскидку критерий выполнен. Поэтому пишу - можно. Но лучше посчитать)

[Владимир Б. 2]

Обалдеть. Сходу... Очень красиво. Спасибо огромное.
С симуляцией еще посижу :))))

1 час назад, karachun сказал:

 

Еще там оба конца надо считать шарнирно опертыми. Вообще выкинь контакты для начала, и считай все единым целым.

Вот вроде так или накосячил?  Шафт перерисовал в единой целое со вставкой. Только считает долго...

Изменено 20 августа 2018 пользователем Владимир Б.

[karachun 2 038]

Как это сделать в солидворкс я не скажу. Я бы создал паук - элемент RBE2 (вроде бы в солиде это Remote Load) и закреплял бы центральный, независимый узел. Хотя у вас тоже должно все работать.

А по расчетной схеме получается вот так. Силу взял 30 кг, я думаю там гребет не Шварценеггер.

Показать содержимое  

Hide  

Находите момент для z=0,48 - место расположения втулки. и дальше проверяете сечение.

1 час назад, Владимир Б. сказал:

Да уже догадался, что нет волшебной кнопки, увы и ах.

Если бы там была волшебная кнопка, то было бы не интересно.

42 минуты назад, Владимир Б. сказал:

Только считает долго...

Считайте балками или оболочками, а не солидами - расчет будет идти со свистом. По хорошему трубы Можно сделать оболочками, а пластиковую втулку - солидами.

52 минуты назад, Владимир Б. сказал:

С симуляцией еще посижу :))))

Есть и более удобные программы Ansys, Femap, Patran, Abaqus.

1 час назад, Владимир Б. сказал:

Вот вроде так или накосячил?

А чтобы проверить правильно ли заданы нагрузки и закрепления надо сравнить реакции Ra и Rb в солиде с ручным расчетом, они должны совпадать.

[karachun 2 038]

С длинами я немного напутал.

[Владимир Б. 2]

38 минут назад, karachun сказал:

С длинами я немного напутал.

Огромное спасибо. Принцип понятен - просчитаю заново.

Пока получается так.
Два варианта - чистая труба и труба со вставкой как единое целое. Крепление - таки жесткое. Слишком сложно правильно смоделировать поведение лопасти в воде и самого шафта. Принял как жестко зафиксированный крепеж в месте хвата и в месте стыковки сшафт /весло.
Итоги - шафт ломается в месте крепления лопатки (в практике так и получается), вставка по сути влияет в худшую сторону - напряжения растут, запас падает; трубу в обоих случаях мнет в месте приложения силы

1 час назад, karachun сказал:

 

Если бы там была волшебная кнопка, то было бы не интересно.

Потому и залип :))))

Изменено 20 августа 2018 пользователем Владимир Б.

[soklakov 1 475]

41 минуту назад, Владимир Б. сказал:

Принял как жестко зафиксированный крепеж в месте хвата

даешь шарнир

52 минуты назад, Владимир Б. сказал:

вставка по сути влияет в худшую сторону - напряжения растут, запас падает

сможете пояснить этот вывод подробнее?

[Владимир Б. 2]

Так на скринах же видны результаты. Без вставки - макс.напряжения  2,806, со вставкой - 2,862 (разрядность опустил). А почему так происходит - я, если честно, и не знаю.
А шарнир... Мы же рассматриваем задачу обратную. Если все вывернуть так, как есть в природе - будет распределенная нагрузка на всю плоскость лопатки. Это уже не шарнир, типа испытаний на  изгиб, где середка образца прогибается, а концы поднимаются в верх. Может я конечно и ошибаюсь.

Изменено 20 августа 2018 пользователем Владимир Б.

[karachun 2 038]

Это шарнир, жесткая заделка это если оба конца весла забетонировать сантиметров на 10-20. Рукой удержать от поворота не получиться. Гребец и не держит, он двумя руками толкает в противоположные стороны.

Я прикинул по другому. Если я правильно разобрался с размерами, то втулка находится на 1/4 длинны, что в данном случае хорошо. Даже если гребец сможет выдать силу в 50 кгс одной рукой, то у втулки еще будет двукратный запас.

Лист Microsoft Excel.xlsx

Изменено 20 августа 2018 пользователем karachun

[soklakov 1 475]

8 минут назад, karachun сказал:

Если я правильно разобрался с размерами, то втулка находится на 1/4 длинны

вот кстати, можно где-то увидеть, где находится втулка?

19 минут назад, Владимир Б. сказал:

Без вставки - макс.напряжения  2,806, со вставкой - 2,862 (разрядность опустил).

я пока не понял, где втулка, но глядя на эти цифры стоило сделать вывод, что ничего не изменилось.