Jump to content

Синхронизация передачи усилий от ГЦ подъема механизма


Recommended Posts

androskv

Здравствуйте. Имеется некий 3D механизм (в рассматриваемом случае это будет параллелограмный механизм), который рассматривается в момент начало подъема из сложенного положения при помощи двух ГЦ (когда реализуется максимальное усилие). ГЦ смоделированы при помощи пружин, имеющих большую жесткость, чего вполне достаточно для рассматриваемой задачи.

01.png

 

ГЦ запитываются от одной линии, т.е. в теории при подъеме механизма в каждом ГЦ должно быть реализовано одинаковое усилие.

06.png

1 если механизм нагружен симметрично – то тут понятно, что в пружинах (они же ГЦ) реализуются одинаковые усилия

 

2 если механизм нагружен не симметрично – то в пружинах (если их не синхронизировать) получаем различные усилия. Чтобы этого избежать, я использую промежуточное звено – балку, которая имеет шарнир по центру, а с каждого конца на нее приходят пружины. В этом случае усилия в пружинах получаются равными и этого было бы мне достаточно если бы низ ГЦ опирался на землю (или тело с большой жесткостью).

04.png

 

Но в моей укрупненной задаче под нижним местом крепления ГЦ есть элементы, прочность которых тоже нужно проверять (балки, косынки, ребра). И хотелось бы все рассчитать сразу в одной задаче, а не нагружать низ крепления ГЦ в отдельной модели.

 

3 подскажите (не могу сообразить) как можно синхронизировать усилия в ГЦ и передать их дальше на нижние кронштейны

05.png

GEOM - https://disk.yandex.by/d/ovQz0QWU1SbeQw

MECH - https://disk.yandex.by/d/XKoE7zceFfH_oA

03.png

Edited by androskv
замечания по тексту
Link to post
Share on other sites


UnPinned posts
soklakov
1 час назад, androskv сказал:

ГЦ смоделированы

гравицапы?

я, конечно, догадываюсь, что речь про гидроцилиндры, но хоть бы раз это полностью написать - было бы уместно.

1 час назад, androskv сказал:

2 если механизм нагружен не симметрично – то в пружинах (если их не синхронизировать) получаем различные усилия.

+ заклинивание.

1 час назад, androskv сказал:

Чтобы этого избежать, я использую промежуточное звено – балку, которая имеет шарнир по центру

сферический? чет на рисунке вроде цилиндрический. вряд ли тогда статически определимая система получается. все равно клинить будет, либо люфты будут такие, что стыдно смотреть. где-то в схеме с двумя цилиндрами должен быть хотя бы один сферический шарнир.

 

варианта оставить один ГЦ совсем нет? понадежней это, и попроще.

 

 

1 час назад, androskv сказал:

И хотелось бы все рассчитать сразу в одной задаче, а не нагружать низ крепления ГЦ в отдельной модели.

вообще, разделять задачу, когда можно разделить - дело хорошее. но если очень надо - то просто включайте в модель все, что хотите. 

1 час назад, androskv сказал:

 как можно синхронизировать усилия в ГЦ и передать их дальше на нижние кронштейны

так пружины и передадут. смущает что на рисунке эти кронштейны - проушины, как будто еще к какой-то пластине крепятся, которой не видно.

 

что Вы понимаете под синхронизацией применительно к расчету? задать одинаковые усилия или удлинения в расчетной модели не проблема. проблема синохронизировать в реальности при маленьких люфтах.

Link to post
Share on other sites
androskv
Posted (edited)
13 минут назад, soklakov сказал:

гравицапы?

)))) учту замечание

13 минут назад, soklakov сказал:

сферический?

да, по центру сферический шарнир

 

13 минут назад, soklakov сказал:

что Вы понимаете под синхронизацией применительно к расчету?

Итак, имеется нессиметрично нагруженная конструкция в одном своем положении, которая удерживается двумя гидроцилиндрами (смоделированными пружинами). Изначально пружины были соединены с кронштейнами напрямую. После расчета, опрашивая пружины, получили в них разные реакции (допустим F1=5 кг и  F2=3 кг).

11.png

Чтобы получить одинаковые усилия в пружинах (что соответствует схеме подключения гидроцилиндров), пружины фиксируем на балке (которую вводим как вспомогательный элемент в модель) с центральным сферическим шарниром (нижние кронштейны крепления пружин исключены из модели). В результате после опрашивания пружин получаем в них одинаковые усилия (допустим F1=4 кг и  F2=4 кг)

22.png

Теперь вопрос как сделать так чтобы полученные одинаковые усилия в пружинах (допустим F1=4 кг и  F2=4 кг) передавались на нижние кронштейны.

33.png

 

 

Edited by androskv
Link to post
Share on other sites
androskv
Posted (edited)

В моем случае, исходными данными являются нагрузка на верхней поднимаемой части механизма. А усилия в гидроцилиндрах (пружинах) я опрашиваю в качестве проверки. Надо смоделировать так, чтобы усилия в гидроцилиндрах (пружинах) получались равными (синхронизированные) и кроме того каким-то образом передавались на нижние кронштейны. Как можно связать введенную балку с центральным сферическим шарниром с нижними кронштейнами (или каким другим способом), чтобы на нижние кронштейны пришли без изменения полученные равные усилия от гидроцилиндров (пружин)? 

Edited by androskv
Link to post
Share on other sites
AlexKaz
50 минут назад, androskv сказал:

Надо смоделировать

Вы определитесь, Вам смоделировать или сконструировать? Сконструировать - в другой раздел.

Link to post
Share on other sites
androskv
2 минуты назад, AlexKaz сказал:

Сконструировать - в другой раздел

Я нигде про конструирование ни слова не сказал.

Link to post
Share on other sites
AlexKaz
22 минуты назад, maxems сказал:

АЗм есмь!

Тогда не возникай.

26 минут назад, androskv сказал:

Я нигде про конструирование ни слова не сказал.

Сопромат не подходит? Я бы сделал так:

1. ставим одинаковые пружины вместо ГЦ; считаем статику, находим реакции в пружинах

2. на один из шарниров ГЦ на платформе добавляем или убавляем точечную нагрузку dF

3. находим такое dF чтобы реакции в пружинах уравновесились.

Может здесь и ошибка, не знаю.

Зачем делать такое и без нижней балки? Ну, если ГЦ согласованы - то давление в итоге в них будет одинаковое.

Когда найдёте dF, останется прикинуть нагрузку на нижнюю балку. что-то вроде F+(F+dF), поделить пополам и считать сопроматом консоль от нагрузки F+dF/2

Edited by AlexKaz
Link to post
Share on other sites
androskv
Posted (edited)
26 минут назад, AlexKaz сказал:

Ну, если ГЦ согласованы - то давление в итоге в них будет одинаковое.

Смотрите, в железе и на бумаге ГЦ действительно согласованы. При подъеме в каждом ГЦ фиксируется примерно одинаковое давление, следовательно в них реализовано одинаковое усилие. Фото реального механизма ниже

000.png

Чтобы правильно рассчитать любую конструкцию мы должны обеспечить передачу всех нагрузок в соответствии с имеющейся действительностью. Если в модели гидроцилиндры представить пружинами и просто прикрепить их к нижнему и верхнему кронштейну, то при опросе полученных усилий в пружинах (для нессиметрично нагруженной конструкции) получаем разные усилия на пружинах, что не соответствует действительности. В результате с одной стороны гидроцилиндр перегружает конструкцию, а другую не догружаем, что неверно.

001.png

Поэтому на примере упрощенной модели я ввел промежуточную балку с центральным шарниром (ее нет в реальной конструкции, но она необходима для синхронизации пружин), которую связал снизу с пружинами. Это позволило в модели получить одинаковые усилия на пружинах, но как от балки передать на нижние кронштейны эти усилия - вопрос открытый.

 

Саму модель выложил упрощенную, на которой собственно и тренируюсь. Интересует расчет статики только для одного положения (в моем случае самого нижнего когда усилия максимальные), само моделирование движения механизма и другие промежуточные положение второстепенно.

 

Добавление или убавление сил dF в модели (как вы предлагаете) скорее всего тоже не желательно, т.к. при любом изменении конструкции (конструкторские доработки и пожелания заказчика) будет требоваться постоянный ручной пересчет этой dF. Здесь же хотелось бы смоделировать все без ручного пересчета и в одной модели.

Edited by androskv
Link to post
Share on other sites
AlexKaz
8 минут назад, androskv сказал:

Добавление или убавление сил dF в модели (как вы предлагаете) скорее всего тоже не желательно, т.к. при любом изменении конструкции будет требоваться постоянный ручной пересчет этой dF. Здесь же хотелось бы смоделировать все без ручного пересчета и в одной модели.

Ок, Сумма сил F1+F2 ведь не меняется? Соответственно, задаёте одинаковые пружины. В расчёте нагружаете конструкцию. Вытаскиваете из пружин F1, F2. Суммируете, делить пополам, прикладываете отдельным расчётом на половину балки, всё.

Если бы в APDL-е моделить, там было бы можно было всё макросом обеспечить хоть в динамике. Такая кнопка вообще существует, чтобы конструкция с гидравликой или пневматикой красиво считались? Не знаю.

Link to post
Share on other sites
karachun
11 минут назад, androskv сказал:

то при опросе полученных усилий в пружинах (для нессиметрично нагруженной конструкции) получаем разные усилия на пружинах, что не соответствует действительности.

А что, сама конструкция несимметрична?

1 минуту назад, AlexKaz сказал:

Такая кнопка вообще существует, чтобы конструкция с гидравликой или пневматикой красиво считались?

Может Constraint Equation. Как в теме про прицеп, там @piden показал хороший пример.

Link to post
Share on other sites
androskv
Только что, AlexKaz сказал:

прикладываете отдельным расчётом на половину балки, всё

да, как вариант это понятно

Link to post
Share on other sites
androskv
Только что, karachun сказал:

А что, сама конструкция несимметрична?

да, к верхней части слева и справа крепятся еще площадки на которых может лежать еще и оборудование (на выложенном фото этих площадок нет), которые собственно и приводят к нессиметричности нагружния конструкции.

Link to post
Share on other sites
karachun

@androskv Хм, может тогда в реальности происходит так. Пласформа немного перекашивается и более нагруженный цилиндр работает только на поддержание груза а часть усилия ненагруженного цилиндра идет на деформацию самой рамы (направляющей).

Link to post
Share on other sites
AlexKaz
29 минут назад, androskv сказал:

да, как вариант это понятно

останется вытащить силы из пружин как переменные (наверное Вам подскажут где оно в WB) и приложить половину их суммы на кронштейны прям в том же расчёте (если получится), указав вместо усилий переменную.

В крайнем случае есть макросы. Ими расчёт в окне WB можно разбить на два этапа. Сначала определяются F1, F2 для одинаковых пружин и балки с промежуточной опорой. Потом в переменную вытаскиваются эти значения из пружин, прикладывается половина на кронштейны. В итоге, все счастливы.

Edited by AlexKaz
Link to post
Share on other sites
karachun
33 минуты назад, AlexKaz сказал:

В крайнем случае есть макросы. Ими расчёт в окне WB можно разбить на два этапа. Сначала определяются F1, F2 для одинаковых пружин и балки с промежуточной опорой.

Так усилия в любом случае будут одинаковыми, если оба гидроцилиндра идут из одной магистрали. Может здесь нужно посчитать задачу в геометрически нелинейной постановке, чтобы сама конструкция перекосилась?

Хотя возникает вопрос - а зачем.

Edited by karachun
Link to post
Share on other sites
Кварк

В такой конструкции в ГЦ должен обеспечиваться равный расход. Наверняка в гидросхе это решается как-то; например делителем потока. 

Link to post
Share on other sites
karachun

@Кварк тут главное что если давление одинаково то и усилие тоже, при разных вылетах поршней.

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

@Кварк тут главное что если давление одинаково то и усилие тоже, при разных вылетах поршней.

Давление тогда будет разное, если требуется синхронизация. 

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

Давление тогда будет разное, если требуется синхронизация.

А требуется ли?

Так, вопрос к @androskv - что нам нужно знать? У них поддерживается одинаковое давление или одинаковый вылет? Это должно повлиять на расчетную схему.

Цилиндры с одинаковым вылетом это как раз модель с двумя пружинками а цилиндры с одинаковым давлением обеспечивают одинаковые силы.

Link to post
Share on other sites
Кварк
9 минут назад, karachun сказал:

А требуется ли?

Ну да. Перечитал 

 

8 часов назад, androskv сказал:

подскажите (не могу сообразить) как можно синхронизировать усилия в ГЦ

Непонятно правда, зачем именно усилия синхронизировать. В реальной конструкции правильнее координату синхронизировать, кмк.

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
karachun

@AlexKaz @Jesse @Кварк У меня появилась такая идея. Если цилиндры работают в режиме одинакового вылета то можно их смоделировать двумя балками. Приложить им положительную температуру и большой к.т. расширения. И тогда мы получим два цилиндра которые при работе имеют одинаковый вылет, со всеми вытекающими отсюда условиями. И тогда можно будет за один раз, в нелинейном расчете смоделировать весь процесс подъема платформы, и на промежуточных результатах тоже можно будет вывести НДС. Конечно если это нужно.

Если нужно только верхнее положение то можно балки и не нагревать. Обойтись или балками или пружинами.

Link to post
Share on other sites
AlexKaz
2 часа назад, karachun сказал:

Обойтись или балками или пружинами.

Лучше стержнями. Балки большие деформации скорее всего не потянут и счёт развалится.


Пружины ли, балки ли и т.п. - если исключить обычный сопромат (не понимаю, чего в нём плохого) я всё же за переменные и apdl в интерфейсе WB.

 

Давление известно. Площади поперечного сечения внутри ГЦ известны. Значит есть сила. Прикладывается к шарнирам платформы. Платформа поднимается. Далее по перемещению платформы строится проекция силы на оси (или вытасаиваются переменные из шарнира), эти проекции прикладываются на уши в нижней платформе. Для первого приближения IMHO достаточно.

 

Как в этом способе разрешить проблему проекций исходной силы на шарниры верхней платформы? Нууу, или на глаз, или через apdl в цикле, или может и существует такой элемент типа связанный hydro-mechanical стержень, не встречался. Или ещё что.

Типа следящая, но не то - приложение нагрузки по направлению локальной системы координат пружины с очень малой жёсткостью, соединяющей узлы поатформ вместо ГЦ.

Link to post
Share on other sites
karachun

Давайте дождемся @androskv а то мы сейчас уже столько вариантов нагенерировали, сколько в расчете не нужно.

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
soklakov
29.05.2021 в 15:45, androskv сказал:

Надо смоделировать так, чтобы усилия в гидроцилиндрах (пружинах) получались равными (синхронизированные) и кроме того каким-то образом передавались на нижние кронштейны.

кажется, Вам нужен joint в первой части, а вот чтобы передавать - нужно просто связать. только эти нижние кронштейны как-то подрзрительно отдельно висят на картинке

 

Link to post
Share on other sites
androskv
29.05.2021 в 13:17, soklakov сказал:

варианта оставить один ГЦ совсем нет? понадежней это, и попроще.

С одной пружиной получилось в принципе то что нужно, никаких промежуточных элементов не понадобилось. Думал не посчитается задача, как бы опрокидываться должна по идеи. Но все получилось, на левых и правых кронштейнах усилия приходят равные, по направлению совпадают с направлением пружины (орты совпали)

001.jpg

002.jpg

Только в кронштейнах появляется боковая реакция. В укрупненной модели (с реальным механизмом) значение боковых составляющих получается на два порядка меньше значения двух других проекций сил.

  • Нравится 2
Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.



×
×
  • Create New...