Sign in to follow this  
Followers 0
AlexKL

Кручение квадратного торсиона в Марке

197 posts in this topic
Pinned posts

ID: 1   Posted

Сами мы не местные...

 

Коллеги! Считаем наборный торсион "квадратного" сечения. Для теоретического расчета используем книгу - Бернштейн С. А. Избранные труды по строительной механике. 1961 г. По теории торсион закручивается на 100 градусов.

Проверяю кручение торсиона в Марке - 600 решение. У меня угол закрутки - 38 градусов.

Кто-то с таким сталкивался и что я неправильно делаю?

Картинки модели торсиона ниже.

Левая обойма - закреплена от всех перемещений внешняя поверхность.

Правая обойма - в угловых точках запрещены перемещения вдоль торсиона.

Левые торцы пластин торсиона закреплены от продольного перемещения.

Контакт между пластинами и между пластинами и внутренними поверхностями обойм.

Трение отсутствует.

Момент приложен парой сил.

 

Рисунки - 1 и 2 - собственно КЭ модель. Рисунок 3 - перемещения суммарные в реальном масштабе 

tors-6_1.jpg

tors-6_3.jpg

tors-6_4.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites


UnPinned posts

ID: 2   Posted

А пробовали считать без обойм, один конец зафиксировать а на второй нацепить паук с моментом? И покажите расчеты по аналитике. Этот торсион у Вас цельный или набранный из пластин, если из платин, то может быть там просто узлы связаны и он работает как цельный?

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 3   Posted

43 минуты назад, AlexKL сказал:

еоретического расчета

теперь пару вопросов..

43 минуты назад, AlexKL сказал:

на 100 градусов.

почему 100? если:

Цитата

aaa.JPG.c0a70ad242188f93983fd3aa6b33a465.JPG

на чём всё таки строился теоретический расчет?

 

44 минуты назад, AlexKL сказал:

наборный торсион "квадратного"

по условию силу трения между листами не учитывают... Как было задано в расчете?

Вообще про 100 градусов больше всего интересно, потому что если методика ограничивает её применения на 30 градусов, то весь расчет это профанация. Если есть какая то другая, то можно работать дальше

1 person likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 4   Posted

Это модель максимально приближенная к реальной конструкции.

Естественно, начинал с без обойм и пр. Между пластинами заданы контактные взаимодействия - соответственно пластины не связаны - это все проверено (по крайней мере я так считаю) :-)) 

В книжке есть сравнение с теорией - для кручения отдельный листов, с учетом эксцентриситета (еле написал слово), разница МКЭ и теории от 7% до 25% (на больших углах закрутки погрешность больше)

Формула.JPG

Там формула для кручения до 60 градусов. Они похожи

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 5   Posted (edited)

1 час назад, AlexKL сказал:

 

Контакт между пластинами и между пластинами и внутренними поверхностями обойм.

 

Узлы пластин совпадают?

И типа контакта - жёстко связанный (не знаю, как там в Abaqus)?

Почему такие вопросы - на скриншоте вообще не заметно, что есть какое-то расслоение при закручивании.

Edited by AlexKaz

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 6   Posted (edited)

Сделана одна пластина - остальные копированием.

По формуле для кручения на 40 градусов момент в три раза меньше от того, что я прикладываю.

Делал расчет - убирал контакт между пластинами - тогда угол был близкий к расчетному. Но, естественно, пластины друг в друга проникают

Рабочая длина торсиона 600 мм.

 

P.S. И по контакту - touch (не glue)

 

Edited by AlexKL

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 7   Posted

7 минут назад, AlexKL сказал:

touch

без трения конечно?

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 8   Posted

Да, без трения

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 9   Posted (edited)

Свободный конец не закреплен от осевых перемещений? Скидывайте модель в текстовом формате, может получиться что так и надо.

Edited by karachun

Share this post


Link to post
Share on other sites

Закреплен только один конец (левый). Причем крепится только один центральный узел пластины

Может я силы из момента не правильно пересчитываю?

 

Посмотрел настройки - трение я все же поставил 0.01. Попробую пересчитать без оного 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

И да, файл в формате bdf, без трения

tors-6-lc04-s600.rar

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 12   Posted (edited)

Прокрутил торсион без прижимов почти на 180 градусов и получил почти линейную зависимость. Скручивал в NX Настрановском 601 решателе. Нагрузил сразу вынужденным вращением, свободный конец торсиона закрепил через RBE2. Длинна торсиона 610 м - обрезал по середине обойм.

Момент в Н*мм а угол в радианах.

5d0bbb1fc4b74_.thumb.PNG.e01f0f4430729ce85b580ca1109f848d.PNG

1.gif.7d7541c0706d787a966ab353235d854a.gif

Контакт без трения, видно что контакт работает, контактное давление в МПа.

Pressure.png.9d957514dd06004985e7aa804f85280b.png

При чем решение с большим шагом по времени сходится намного лучше чем решение с малым шагом.

Edited by karachun
2 people like this

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 минуты назад, karachun сказал:

линейную

наблюдается смещения слоёв? потому что в принципе если слои связаны и не смещаются и не задана нелинейность, то вполне логично увидеть линейную зависимость)

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 14   Posted (edited)

6 минут назад, averome сказал:

наблюдается смещения слоёв?

Примерно 0,5 мм между соседними пластинами.

Ширина пластин 21 мм, толщина - 2мм. Пластин 11 штук.

5d0bbd676895c_.PNG.493665ae5a7443c23ba397c890c254e9.PNG

Edited by karachun

Share this post


Link to post
Share on other sites

С маленьким шагом получается не так красиво - пластины расползаются в разные стороны.

2.gif.f97d88619792c50fe128dc13d70e6f95.gif

1 person likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites

Включение трения почти не влияет на результат.

5d0be9742cbde_.thumb.jpg.d0b987b1495c87da0e40f878e523d8f2.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 17   Posted (edited)

Спасибо, щас сравню с своими результатами.

Пересчитал без коэффициента трения - ничего не поменялось (это про свой расчет).

 

P.S. А какой G брали?

Edited by AlexKL

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 18   Posted (edited)

8 часов назад, karachun сказал:

Включение трения

заметил, что в модели между слоями есть зазор, ты же задавал нагрузку через узлы соединяя фронтальную грань MPC RBE2 "пауком"? Если так то, получается в области заделки и в области задания нагрузки слои ни когда не коснуться, что может повлиять на перемещение слоёв в направление к друг другу и на конечную жёсткость. Ну это только догадки, просто в той книги на, которую опирается автор темы, сказано, что трение мало влияет на расхождение между опытом и аналитикой...

Скрытый текст

weqsdd.JPG.e4fb4dd7d13cff2ad09d557e7b6ba260.JPG

 

И вывод по всем этим опытам:

Скрытый текст

bb.JPG.166f63dffe40a2c621f317bb4f4a2d49.JPG

 

Edited by averome

Share this post


Link to post
Share on other sites

В общем имеем две картинки: 

- первая - мои результаты - момент кН*мм (вертикальная ось) и угол закручивания в радианах (горизонтальная);

- вторая - наложение результатов моего расчета  (голубая точка, остальное не влазит) и теоретического (красная точка) на расчет коллеги karachun.

 

У меня в расчете линейной зависимости не получается, модель более жесткая. Теоретический расчет ближе к расчету коллеги karachun.

 

Как говориться - Что я неправильно делаю?

 

У меня между пластинами зазор 0.001 мм.

Попробую еще настройками контакта поиграть.

mom.JPG

5d0bbb1fc4b74_.thumb.PNG.e01f0f4430729ce85b580ca1109f848d.png

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 20   Posted (edited)

1 час назад, AlexKL сказал:

P.S. А какой G брали?

Такой же как у Вас, восемьдесят с чем-то тысяч МПа, как у стали. Я работал с Вашей сеткой. Я так понял модель в г, мм, мс или т, мм, с - масса там нигде не присутствует, можно выбирать что больше нравиться.

1 час назад, averome сказал:

Если так то, получается в области заделки и в области задания нагрузки слои ни когда не коснуться, что может повлиять на перемещение слоёв в направление к друг другу и на конечную жёсткость.

Но во время закручивания слои приходят в соприкосновение, если вообще отключить контакт то пластины сильно пересекаются друг с другом - т.е. они будут стремиться налезть друг на друга и с контактом, ну и контактное давление у меня не нулевое - контакт работает. Возможно этот зазор давал мне плохую сходимость в начале расчета.

Ну и в заключение - я пока не смотрел на уровень напряжений, если там при ста градусах будет развитая пластина то все эти упражнения в МКЭ это филькина грамота, материал линейный, а с сильной пластикой эксплуатировать торсион нельзя, он развалиться после пары скручиваний.

Edited by karachun

Share this post


Link to post
Share on other sites

Торсион срисовывали люка с Т-72 :-))

Share this post


Link to post
Share on other sites

Наткнулся на любопытную задачу . 

Я перетащил модель в Ментат , чтобы считать прямо в Марке. 

Контакт я переопределил как Segment to Segment 

На правом конце - RBE2 прицепленный к обойме и задан угол поворота 100 град ( 1,745 рад)

График - Момент - Угол поворота

Конечно я обращал внимания на напряжения. По делу - будет пластичность и картинка поменяется.

Если есть данные по материалу можно посчитать с учетом пластичности. 

MxRx.png

Share this post


Link to post
Share on other sites

В общем пока имеем для ста градусов:

karachun - 160 Н*м;

@dbarlam - 624 Н*м;

@AlexKL  - не меньше 450 н*м в МКЭ (торсион пока не докручен);

@AlexKL  - 150 Н*м по аналитике.

1 person likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites
26 минут назад, dbarlam сказал:

будет пластичность

по идее торсион должен работать в упругой зоне, просто смысл от него, если он при нагрузке сразу в пластику входит.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Конечно только в упругой области

Кстати как и листовая рессора 

Пластичность используется только в процессе изготовления пружин - этап заневоливания пружины

чтобы потом при нагружении(рабочем) она оставалась в упругой области

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 26   Posted (edited)

12 минуты назад, dbarlam сказал:

только в упругой области

тогда, @AlexKL в этом случае нужно ограничить угол закрутки до момента вхождения в пластику.

27 минут назад, karachun сказал:

150 Н*м по аналитике

И я так и не понял по какой формуле это было посчитано? там минимум три способа, два из них разработаны с оглядкой на большие деформации. Способ который даётся для примера, это расчет квадратного сечения, по логике написания книги, актуален для маленьких углов закрутки...

Скрытый текст

пример расчета из книги для малых углов закрутки, до 30 град

aasa.thumb.png.9e45b53a76072ff99df8d9c5dff00595.png

 

Edited by averome

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 27   Posted (edited)

В 20.06.2019 в 09:12, AlexKL сказал:

на больших углах закрутки погрешность больше

вот как раз теория для больших деформаций (из книги по торсионным валам), говорит нам, что при маленьких углах закрутки мы получаем результаты достаточно далеки от опыта, если считать по второму способу для больших деформаций) и уже при больших углах закрутки теория начинает совпадать с опытом по способу 2) А то у чуваков в 1965 получилось провести эксперимент с технологиями 1965 г., а парней из 2019 г., чего то там не сходится, странным всё это, нахожу я )

Edited by averome

Share this post


Link to post
Share on other sites

https://fex.net/s/af32omr

 

Для желающих потренироваться в английском - это Link к американскому стандарту расчета Torsion Spring

SAE 796

Подробно представлена методика расчета

 

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Попытался изменить настройки контакта - в задание граничных условий ввел дополнительную настройку - Contact Area. 

Угол закрутки увеличился, но не до 90 градусов. Часть пластин стала проникать др. в. др. - в общем фигня получилась.

 

Чета меня MSC в очередной раз напрягать начинает :-((

 

Попробую дальше погонять настройки.  

И вопрос коллеге karachun - а какие настойки контакта задавались в 601 решении? Так сказать для общего развития.

 

Формулы, по которым считали - стр. 174, самая верхняя формула М=... и стр. 209 формула 5.

 

Спасибо за стандарт, скачал, попытаюсь почитать.

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 30   Posted (edited)

Все настройки по умолчанию, спасибо волшебной кнопке "Default".

Показать содержимое  

1.png.1a1927f8235852fc8c5d64ad6c005493.png2.png.10acda350ad6798a81ca89cdad1e4338.png

Hide  

Но у меня нормально считается только при достаточно большом шаге, когда я разбиваю решение на 20 шагов. Если разбить на 100 шагов то на первом же шаге решение не сходится.

Только 601 решатель не имеет ничего общего с решателями от MSC. Это адиновский решатель http://www.adina.com/ и в ближайшем времени сименс от него откажется и не будет включать в новые версии Femap и NX.

Edited by karachun

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 31   Posted (edited)

Тип конечного элемента у всех линейный 8-ми узловой? Может кто попробует квадратичный, или вообще оболочки или плиты?

В 20.06.2019 в 13:01, AlexKL сказал:

И да, файл в формате bdf, без трения

tors-6-lc04-s600.rar

Найдётся исходная модель из CAD? В stp, igеs

 

Edited by AlexKaz
1 person likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 32   Posted (edited)

А исходной модели не было - я сразу в Патране моделировал. Пластина прямоугольная - 2-Д сетка, вытянул 3-д и откопировал

Пробовал считать пластинами в 106 решателе - угол еще меньше

Edited by AlexKL

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 33   Posted (edited)

У меня с пластинами все развалилось.

@AlexKaz Если упрощенно, то торсион состоит из 11 листов 2х21х620 мм. Модуль сдвига 82052 МПа. Между пластинами был зазор 0.001 мм, но я его убрал.

Torsion.x_t

Edited by karachun

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 34   Posted (edited)

Решил закрутить углом свой торсион и с удивлением сообразил, что ни разу в такой постановке задачи не считал :-((

Создал RBE2-паук, который связывает 4 угловых узла обоймы. Закрутку прикладываем для центрального узла.

Соответственно встал вопрос - угол поворота задаем в радианах? У меня ось Х идет вдоль оси торсиона. Значение угла вводим для 4-й степени свободы - т.е.  для RX?

Или ввести локальную цилиндрическую систему координат и в ней для 2-й степени свободы задавать угол? (ось Z вдоль оси торсиона)

Чета туплю :-(( 

Edited by AlexKL

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 35   Posted (edited)

@AlexKL Все так, я делал так же, задайте 1.745, если провернется на большой угол, то решатель использует радианы, если на малый, то градусы. Цилиндрическая система не нужна.

Edited by karachun

Share this post


Link to post
Share on other sites
14 минуты назад, AlexKL сказал:

радианах

да, в радианах.

Можно для безопасности сделать локальную прямоугольную систему координат, главное, что бы ось совпадала с центральной осью торсиона

Только что, karachun сказал:

на малый, то градусы.

это как так то?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Т.е. в радианах, крутим для 4-ю степень свободы в пауке. Ось Х совпадает с центральной осью лонжерона (с осью симметрии).

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 минуту назад, averome сказал:

это как так то?

Это в случае если не уверен на какой угол закручивает. Например NX не безразмерный и в нем можно задавать угол и в градусах, на уровне интерфейса, дальше угол естественно преобразуется, но это будет видно толко в файле решателя.

Share this post


Link to post
Share on other sites
43 минуты назад, karachun сказал:

Модуль сдвига 82052 МПа.

Коэффициент Пуассона 0,3?

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 40   Posted (edited)

да

Вот готовая сетка в разных форматах: настран, ансис, абакус, дайна.

Torsion_dat_inp_dyn_ans.7z

Edited by karachun

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!


Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.


Sign In Now
Sign in to follow this  
Followers 0

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.



  • Сообщения

    • Лысый Токарь
      @yuka83, замена на современное ЧПУ будет порядка 5000$, и я очень сомневаюсь что работать оно будет идеально, за те же сбои придется платить точно так же сервисникам.
    • Plumber
      Как же правильно расставить мальчиков 
    • Елена
      Не хотела больше вообще участвовать в данном споре. Но, будущее - это прежде всего люди, их благополучие. А вот с тотальным ИИ - это будущее обречено. И очень хорошо, что подобным инженерам Гариным не все возможно. Задачу для этих ИИ кто будет ставить?  А Турта в этой ветке под видом ИИ представляет свой САМ для токарного оборудования. Возможно пользователи и найдутся.
    • Ветерок
      Тогда при переходе в Механизм должны отображаться соответствующие обозначения осей. Вот эта формулировка настораживает. Для подвижных элементов надо не оставлять незакрепленные степени свободы, а использовать закрепления для подвижных элементов, такие, как Штырь, Ползун, Шарнир и проч.
    • soklakov
      бывает) спасибо наиболее вероятной причиной наличия разных пределов для кручения и среза все-таки видится Ваше предположение об аналогии с разными пределами прочности на растяжение и изгиб. это не совсем правильное разделение, которое, тем не менее, может быть использовано и было использовано для оптимизации процессов. разница между кручением и срезом набежала статистически, и вместо разбора теоретическим предпосылок разницы сформулировали эмпирическую формулу с другим коэффициентом, не раздумывая, откуда разница. это же справочник времен эмпирических коэффициентов.
    • Egorka14
      Всем доброго дня. 

      Решил немного разобраться с солидом. Чертить в 3D научился довольно быстро (был опыт в других САПР), немного освоил Flow симулятор (научился худо-бедно дуть). Теперь хочу научиться дуть в динамике что ли. Как на этом видео:

      https://youtu.be/0POFHR0PYuw

      Никак не могу найти никаких материалов по тому с чего начать. 
      Буду весьма благодарен за помощь.
    • NGM
      Тот самый, у которого на складах работают до изнеможения эмигранты за копеечное вознаграждения, а в офисах персонал работает в условиях постоянного стресса, отсутствия отпусков и вероятности быть уволенным в любую минуту? Не говоря уже о невозможности лишний раз выйти в туалет.   Воистину, труд и талант. Это "народное" - недра и прочие ресурсы, - народу нафиг не нужны. Народу нужно, чтобы кто-то провел геологоразведочные работы, получил все необходимые разрешения, построил инфраструктуру для добычи, организовал для сотен людей и техники условия добычи за полярным кругом, добыл черную жижу или газ, переработал их, перегнал по построенным кем-то трудопроводам продукт, заплатил налоги и получил прибыль - и вот уже с этой прибыли иметь свою копеечку.
    • leex
      @Metal_Cutter Спасибо, буду разбираться с шаблонами.   А не скажите ли, можно ли использовать для этих целей только кривые. Так как это реализовано в ДескПрото. Импорт кривой с непостоянной Z и по ней запустить траекторию?   Или есть ли в ПМ стратегия наподобие с постоянной Z Только чтоб Z гуляла по высоте (С непостоянной) ? Имею ввиду стратегию без использования шаблонов
    • soklakov
      покажите какие-нибудь картинки
    • somovsv
      Всем доброго времени суток! Коллеги может у кого есть постпроцессор на 3х осевой станок со стойкой MillPlus для MC2017 или выше. Буду очень признателен если вы им поделитесь. Somovsv31@gmail.com