Перейти к публикации

Расчет нагрузки ролика на плоскость


Рекомендованные сообщения

Доброго времени суток! Возникла нужда расчитать нагрузку от стального ролика на латунную пластину. Сам я не настолько в теме, и был бы признателен за помощь. 
Если я правильно понимаю, контакт ролика и пластины представляет из себя линию. Следовательно при увеличении плотности сетки значение коэффициента запаса прочности уменьшается, и по идее будет уменьшаться, пока сетка не будет сопоставима с линией контакта. 
Но Солид начинает падать задолго до такой плотности :) Здравый смысл подсказывает мне, что для таких ситуаций есть приемлемое значение плотности сетки. И как вообще ведется подобный расчет? 
Пы.Сы. Просьба не пинать за возможно глупый вопрос :)

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах


UnPinned posts

Спасибо! Пытаюсь повторить ваш расчет, но навыков не хватает. Если не сложно, проясните пару моментов:
 в крайнем изображении в окне симуляции непонятно присутствие третьего тела (SolidBody4)?
 наличие двух комплектов креплений(и для чего Циклическая симметрия)? 
 как применить ролик/ползун к коническому ролику?
 И если можно, скриншот с развернутыми Соединениями и Креплениями.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

@kaktus770
вот файл расчёта. Вчера забыл приложить за обилием картинок..)ролик-втулка (треть).SLDPRT Версия 2019сп5

35 минут назад, kaktus770 сказал:

непонятно присутствие третьего тела

я одно тело разбил на несколько, так же как и некоторые грани бил линиями разъёма что там где нужно сетку замельчить, а там где не надо оставить глобальный размер сетки

 

36 минут назад, kaktus770 сказал:

наличие двух комплектов креплений

на каждую пару граней двух разных тел.)

 

36 минут назад, kaktus770 сказал:

как применить ролик/ползун к коническому ролику

это скользящая заделка. можно применять к любым плоским граням.
Короч, многие ответы найдёте в файле. Крайний расчёт справа.


У меня напряги в зоне контакте превысили напряжения текучести. Вы ручным способом решите для начала как выше писали. Там намного больше определённости. Для контакта конических граней должно быть приближённое аналитическое решение

 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Проверьте пожалуйста мой дилетантские умозаключения. Посчитал на бумажке ролик по формулам отсюда https://en.wikipedia.org/wiki/Bearing_pressure для Hertz contact stress in the case of a male cylinder-female cylinder contact. Уж лет двадцать я таким не занимался, так что возможны косяки. На выходе получилось у меня maximal pressure is in the middle = 51 N/mm2 если я правильно понимаю. 

Пятно контакта b получилось 2,73мм. А дай думаю попробую в простейшей симуляции СВ  сетку 2,73мм сделать. И получил сопоставимые результаты (85 MPa). Вопрос: это случайность, или таким способом можно примерно прикинуть и конический ролик?..

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
46 минут назад, kaktus770 сказал:

Посчитал на бумажке ролик по формулам отсюда

Можете еще попробовать эту формулу, отсюда (стр. 627).

https://pnu.edu.ru/media/filer_public/2013/04/10/2-9_pisarenko-yakovlev_spravochnik-sopromat_1988.pdf

Можно посчитать напряжения для меньшего диаметра конуса. для большего и посередине и посмотреть как напряжения будут отличаться.

Снимок1.PNG

46 минут назад, kaktus770 сказал:

Вопрос: это случайность, или таким способом можно примерно прикинуть и конический ролик?.

Единственный способ это проверить это посчитать при более мелкой сетке и убедиться что напряжения не изменились. Если они сильно поменяются но нужно мельчить сетку дальше, до сходимости.

 

Простых ответов, наподобие: "можно взять размер сетки 1 мм и не думать головой" у меня для вас нет.

6 минут назад, kaktus770 сказал:

Для шарика в сферическом отверстии тоже работает: на бумажке 212 МРа, СВ 198МРа

А вы хотели чтоб не работало?

 

Подшипники и зубчатые передачи проектировали с учетом контактных напряжений задолго до возникновения солидворков.

48 минут назад, kaktus770 сказал:

И получил сопоставимые результаты (85 MPa).

Обратите внимание на эту формулу, для цилиндров (цилиндр-цилиндр, цилиндр-плочкость).

Снимок2.PNG

Максимальные напряжения в 1.27 раз больше чем площадь площадки контакта/силу. То есть даже поделив площадь на силу вы получите напряжения похожего порядка.

 

Правда в солидворке вы получили напряжения выше расчетных а не ниже.

Изменено пользователем karachun
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
10 минут назад, karachun сказал:

Можете еще попробовать эту формулу, отсюда

Меня смутило в ней отсутствие длины ролика - а это кмк существенная переменная. 

11 минут назад, karachun сказал:

Единственный способ это проверить это посчитать при более мелкой сетке и убедиться что напряжения не изменились. Если они сильно поменяются но нужно мельчить сетку дальше, до сходимости.

В том-то и дело, что уменьшение сетки ведет к увеличению напряжения, и даже в симуляции Jesse если еще уменьшать сетку, то напряжение продолжает расти. А если использовать шаг сетки сопоставимый расчетному пятну контакта, то СВ выдает результаты сопоставимые расчетным... Или я дурею к ночи... :g:

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
27 минут назад, kaktus770 сказал:

Меня смутило в ней отсутствие длины ролика - а это кмк существенная переменная.

В той формуле q=F/l [Н/м]. Это распределенная по длинне нагрузка. Посмотрите немного выше, с начала главы, где идут определения.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
45 минут назад, kaktus770 сказал:

то СВ выдает результаты сопоставимые расчетным

Значит вы что-то делаете не так? Может быть проблема в том что конус будет скользить в осевом направлении а а линейной статике скользящий контакт считается плохо. Может проблемы в настройках.

С замельчением сетки и контактные и эквивалентные напряжения сходятся и результат получается очень близким к аналитическому значению (здесь сетка даже избыточная).

 

 

Скрытый текст

 

1.png

 

 

3.png

 

4.png

 

5.png

 

6.png

 

 

Предлагаю вам для начала не бросаться сразу на конус в 3Д а ограничиться контактом цилиндр-поверхность в двумерной постановке. Опять же - можно заменить контакт конуса на несколько плоских задач, для разных диаметров конуса.

 

Чтобы сделать достаточно мелкую сетку в 3д, может понадобиться и миллион элементов и еще больше. Такое будет очень тяжко просчитать. Если непременно нужен МКЭ то может лучше свести задачу к двумерной постановке.

 

 

Вообще вам нужно определить контактные напряжения или нужно именно посчитать что-то в солидворке?

Если хорошо поискать по справочникам то можно найти формулы и для конических поверхностей. Ведь существуют конические подшипники, их как-то проектируют, рассчитывают.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
10 часов назад, karachun сказал:

Вообще вам нужно определить контактные напряжения или нужно именно посчитать что-то в солидворке?

Только контактные напряжения. Просто мне казалось, что в СВ это сделать - как два пальца об асфальт:smile: И моск напрягать не надо:biggrin: А оно вон как... 

Я правильно понимаю, что если я посчитаю напряжения применительно к малому диаметру конуса, то это будет вполне нормально для практических нужд? Даже с запасом приличным.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1 час назад, kaktus770 сказал:

Я правильно понимаю, что если я посчитаю напряжения применительно к малому диаметру конуса, то это будет вполне нормально для практических нужд?

Хм, интуиция подсказывает что - да. Тем более что разница между диаметрами конуса большая  - результаты будут в значительный запас.

 

1 час назад, kaktus770 сказал:

Просто мне казалось, что в СВ это сделать - как два пальца об асфальт:smile: И моск напрягать не надо

Нет. так не бывает. Для того чтобы посчитать в любой МКЭ программе надо знать и аналитику и уметь работать в МКЭ. Знаний надо больше чем для расчета по аналитическим формулам.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
16 часов назад, karachun сказал:

Можете еще попробовать эту формулу, отсюда (стр. 627).

кстати, опасные напряжения у меня тоже получчаются действительно не прям в зоне контакте, а чутка ниже. Вот вывел эпюру в разрезе. Мораль: надо мельчить не по грани, а выделять отдельным телом и его мельчить, т.к. по глубине (у меня по крайней мере) сетка грубовата...

п.с.: это в СВ членить на тела, в отдельных САЕшках инструменты специальные есть..:smile:Как с этим делом в Фемапе кстать?

карт1.jpgкарт2.jpg

4 часа назад, kaktus770 сказал:

Только контактные напряжения.

по идее хорошо бы учесть и трение: ролики, наверняка, хорошо обработанные. А втулка?

 

4 часа назад, kaktus770 сказал:

И моск напрягать не надо:biggrin: А оно вон как... 

поверьте: чем чаще напрягать "моск", тем качественнее результат:smile: 

16 часов назад, kaktus770 сказал:

В том-то и дело, что уменьшение сетки ведет к увеличению напряжения, и даже в симуляции Jesse если еще уменьшать сетку, то напряжение продолжает расти

при прочих равных условиях при уплотнении сетки вы всегда будете получать бо'льшие напряжения; вопрос, будут ли они сходиться или нет. 
Короч, вам сюда..:smile:
https://cccp3d.ru/topic/71215-полезные-советы-начинающим/?tab=comments#comment-638768

Многие прошли через эту славную тему.. 
К слову: на собственную частоту и на перемещения сетка уже не так сильно влияет, как на напряжения

Изменено пользователем Jesse
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1 час назад, Jesse сказал:

кстати, опасные напряжения у меня тоже получчаются действительно не прям в зоне контакте, а чутка ниже.

Прямо в месте контакта все три главных напряжения будут велики и из-за этого эквивалентное напряжение будет не таким большим.

1 час назад, Jesse сказал:

Как с этим делом в Фемапе кстать?

Можно рассечь КАД геометрию на отдельные тела и потом замешить их сеткой разного размера и склеить Bonded контактом.

Если задача двумерная то можно обойтись и одной плоскостью или телом, нужно только задать переменный размер элемента по кривой.

https://youtu.be/7ELOeTIxXPs?t=820

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
2 часа назад, karachun сказал:

нужно только задать переменный размер элемента по кривой.

ну вот это я и хотел увидеть..)

з.ы.: не сразу увидел твои картинки посчитанные. у тебя так и сделано - замешано отдельное тело с плотной сеткой

19 часов назад, karachun сказал:

(здесь сетка даже избыточная).

ну да. Особенно в глубинке тела такая точная сетка ни к чему...

Изменено пользователем Jesse
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
28 минут назад, Jesse сказал:

у тебя так и сделано - замешано отдельное тело с плотной сеткой

Там вообще пришлось работать с сеткой без геометрии. В области контакта окружность после рассечения превращалась в тыкву сплайн, который слабо напоминал окружность и результаты были соответствующие.

Пришлось в области около контакта оставить пустой квадратный участок. В екселе я посчитал координаты узлов по уравнению окружности. С помощью макроса построил узлы а потом, с помощью другого макроса, построил элементы по узлам. Вот они и образовали центральную, регулярную часть.

И это 2Д сетка, двумерная задача.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

@karachun мда.. с гексами всё таки поприятнее работать..)
не толкьо в плане размерности сетки, но и на результаты ведь влияет, когда сильно нерегулярная тетровая сетка в задачах потери устойчивости, или для гиперэластиков каких-нибдуь, в сильно-нелинейных задачах.
Симулейшн, в основном, для конструкторов предназначен, а они как правило железки считает. А железякам в линейной зоне плевать какая-сетка..) ну, получится в 1,5-2 раза тяжелее - да и хрен с ним с этой сеткой.:biggrin:
Наверно какая-то такая логика у разрабов..)

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
38 минут назад, Jesse сказал:

ну да. Особенно в глубинке тела такая точная сетка ни к чему...

Но по мере удаления от зоны контакта размер элементов растет.

 

 

@Jesse Основное преимущество - гексы можно безболезненно вытягивать по одному или двум направлениям. Тетра же при этом сильно портится.

Изменено пользователем karachun
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
2 минуты назад, karachun сказал:

Но по мере удаления от зоны контакта размер элементов растет

да, но не сильно)

 

4 минуты назад, karachun сказал:

В екселе я посчитал координаты узлов по уравнению окружности. С помощью макроса построил узлы а потом, с помощью другого макроса, построил элементы по узлам. Вот они и образовали центральную, регулярную часть.

чего не сделаешь ради попадания в аналитику!)

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
31 минуту назад, karachun сказал:

Основное преимущество - гексы можно безболезненно вытягивать по одному или двум направлениям. Тетра же при этом сильно портится.

чёртов торсион. да будь он проклят!:biggrin:

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
On 4/3/2021 at 1:26 PM, Jesse said:

Короч, многие ответы найдёте в файле.

 

On 4/2/2021 at 11:24 PM, Jesse said:

Результаты странные:

непонятно если между роликом и втулкой зазор ~0.04, то перемещяя ролик на 0.01 как вообще результаты могут быть не странные

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
10 часов назад, ak762 сказал:

непонятно если между роликом и втулкой зазор ~0.04, то перемещяя ролик на 0.01 как вообще результаты могут быть не странные

Это тест был с меньшим перемещением. Результат тот же. 

Так и не понял в чем прикол...

А так печеньку за внимательность:k05205:

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.




×
×
  • Создать...