Перейти к публикации

Строповое ухо под боковой нагрузкой


Рекомендованные сообщения

image.png

Доброго времени суток! Уже давно не могу найти правильный подход к проблеме. Вот есть изделие поднимаемое за 4 уха на стропах. Стропы сходятся в одной точке. Уши вдоль строп НЕ повёрнуты. Нагрузка есть во всех трёх направлениях.. Методики по расчёту ушей с боковой нагрузкой нигде не нашёл. В книге [Майнсков В.Н. Расчёт и проектирование проушин. 2011] вообще написано:

Цитата

Боковое
нагружение силой Pz, нормальной к плоскости проушины, не характерно для
подобных соединений. Кроме того, сила Pz может вызвать существенные
напряжения лишь на закреплённом конце, т.е. на некотором удалении от
заштрихованной зоны


Упруго-пластический расчёт в SolidWorks не сходится. В реальности говорят, что уши видели погнутыми. Т.е. получается, что гнутье ушей при подъёме - это норма. Но как определить разрушающую нагрузку на это ухо? Как убедиться что оно на линии изгиба не поломается?

Изменено пользователем cser
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах


UnPinned posts

Как обычно. Берёте сечение, раскладываете напряжения на касательные (от перерезывающей поперечной), нормальные и изгибные. Смотрите критерий Мизеса, находите эквивалентные в наиболее опасной точке сечения. Сравниваете с допускаемыми. 

 

Чтобы задача в солиде сошлась, грузите не мягко силой, а жестко перемещением или смешанно жестко-мягко.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Цитата

Как обычно. Берёте сечение, раскладываете напряжения на касательные (от перерезывающей поперечной), нормальные и изгибные. Смотрите критерий Мизеса, находите эквивалентные в наиболее опасной точке сечения. Сравниваете с допускаемыми. 

Это, вроде, только в упругой постановке имеет смысл. И да, по допускаемым напряжениям в месте перегиба оно не проходит, потому что и в реальности гнётся.
 

Цитата

Чтобы задача в солиде сошлась, грузите не мягко силой, а жестко перемещением или смешанно жестко-мягко.

Например, наклонить вбок перемещением и при этом растянуть силой? Пробую...

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Ну, можно найти примерную нагрузку, при которой всё сечение уйдёт в текучесть в упругой постановке и сравнить с нагрузкой в реале. Отношение даст примерную оценку запаса.

А так, у Вас ещё есть кривая упрочнения и на ней не только sigmaB, но и предельные деформации в пластике.

Изменено пользователем AlexKaz
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
2 часа назад, cser сказал:

Уже давно не могу найти правильный подход к проблеме.

в этой книжке Алямовского есть на 205-й странице. 
https://bookz.ru/authors/andrei-alamovskii/pdf_solidwor_10003245.html

2 часа назад, cser сказал:

Уши вдоль строп НЕ повёрнуты

а зря. Лучше повернуть! По моему опыту расчётов, проушины больше всего изгиба боятся. Так что лучше плоскость проушин всегда ориентировать компланарно плоскости "троса".

 

2 часа назад, cser сказал:

Упруго-пластический расчёт в SolidWorks не сходится.

зачем упруго-пластический? Достаточно упругого. В малых перемещениях. Для начала.

 

Если коротко, то в МКЭ делать так: выделяете достаточно малую площадку на проушины близ места, где будет цепляться трос. Ограничиваете только перемещения по нормали. Прикладываете силу тяжести. Решаете прямым решателем с мягкими пружинами (но для начала можно попробовать итерационным - он быстрее. Как правило, результаты идентичные даже несмотря не неуравновешенность). Это означает, что проушина будет скользить в плоскости, перпендикулярно тросу. Но это допущение верно, если конструкция достаточно симметричная и проушина  не будет совершать больших перемещений.

Если же конструкция сильно не симметричная (относительно расположения проушин), то более точным приближением будет когда проушины перемещаются по траекториям, близким к круговой: для этого в месте крюка моделируете малый жёсткий кубик, и к нему цепляете через относительно жёсткие пружины ваши проушины через жёсткие посредники - малые кубики большой жёсткости. Это нужно для правильной оценки напряжений и снижения влияния сингулярности напряжений, к чему непременно ведут "точечные" пружины.
Корче, методика целиком описана в книжке Алямовского. Если не найдёте книжку, пишите в личку :smile:

Изменено пользователем Jesse
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

2 Jesse:

Спасибо за название книги, посмотрел. Правда, я так не заморачиваюсь, просто прикладываю силу от серьги/крюка к жёстко закреплённому уху. Ещё хотел уточнить:

Цитата

выделяете достаточно малую площадку на проушины близ места, где будет цепляться трос. Ограничиваете только перемещения по нормали

Это как-то так (слева моё закрепление, справа четвертинка символической рамы с симметрией и приложенной 1/4 веса к ней снизу)?

image.png

У меня получается, что площадка просто удерживает верхнюю часть уха от наклона. Может это только для рамы правильную картинку даёт и только при совсем небольших перемещениях? С кубиком и троссами всё более-менее понятно.

Цитата

зачем упруго-пластический? Достаточно упругого. В малых перемещениях. Для начала.

Распишу, что получается в упругом расчёте.

Усилия: боковое 25 000 Н, продольное: 40 000 Н, вертинкальное 40 000 Н

Предел текучести и временное сопротивление: 345МПа, 480МПа

image.png

Напряжения в сечении перегиба:

- левая линия: мембранное: -98МПа, изгибное: 650МПа
- правая линия: мембранное: 251МПа, изгибное: 403МПа

Изгибное напряжение превышает предел текучести в 1.88 раз и предел прочности в 1.35 раз - формально не проходит. Но похожие уши уже используются. Вопрос до какого предела их можно ещё нагрузить.

 

2 AlexKaz:

Как адекватно ограничить наклон так и не придумал. Зато решение не расходится, если учесть упрочнение.

Правильно ли я понимаю, что если модель пластичности с упрочнением выбрана удачно и напряжения локально превышают временное сопротивление, то в этом месте можно ожидать разрушение (хотя бы локальное)? Или даже в такой постановке возможна сингулярность и нужно что-то усреднять?

Упруго-пластический расчёт (Треска с горизонтальной площадкой текучести)

Усилия: x1 (сходится), x1.5 (расходится на 73-м шаге)

image.png

Упруго-пластический расчёт (Треска с диаграммой растяжения по ASME)

Усилия: x1.5 (сходится, 516МПа > 480МПа), x1.22 (сходится, 478МПа < 480МПа)

image.png

Получается запас прочности 1.22 - маловато.

Изменено пользователем cser
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
27 минут назад, cser сказал:

Но похожие уши уже используются. Вопрос до какого предела их можно ещё нагрузить.

Вы используете линейный материал, верно? Можете посчитать модель в нелинейной постановке, с нелинейными свойствами материала.

Но вы скорее всего получите такой результат что проушина не оторвется но у нее половина сечения будет в пластике. Т.е. запаса, скорее всего, все равно не будет. И желательно такую проушину поскорее заменить.

 

Вот первое попавшееся видео по нелинейным материалам. Там на ютубе таких еще полно.

 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
57 минут назад, cser сказал:

Правда, я так не заморачиваюсь, просто прикладываю силу от серьги/крюка к жёстко закреплённому уху.

а стоит. Потому что на 20-30% неправильно приложенные суммарные усилия от всей конструкции могут кардинально исказить картину (пример: балка и приложенное растягивающее усилие: в одном случае равномерно, во втором - с эксцентриситетом. Или с вертикальным усилием когда балка будет скручиваться помимо изгиба). Я обычно считаю проушины с конструкцией целиком.. её можно замешить оболочками или тетрами с сильно грубой сеткой - главное чтоб усилия правильно передавались
з.ы.: если уж силу прикладывать, то "жёстко". Опция "удалённая нагрузка"

 

1 час назад, cser сказал:

Напряжения в сечении перегиба:

- левая линия: мембранное: -98МПа, изгибное: 650МПа
- правая линия: мембранное: 251МПа, изгибное: 403МПа

не понял честно сказать тут.. 
во-первых, мембранные и изгибные в СВ доступны только для оболочек (нет опции "линеаризация напряжений"), во вторых на картинках у вас везде Мизес.

 

1 час назад, cser сказал:

Правильно ли я понимаю, что если модель пластичности с упрочнением выбрана удачно и напряжения локально превышают временное сопротивление, то в этом месте можно ожидать разрушение (хотя бы локальное)? Или даже в такой постановке возможна сингулярность и нужно что-то усреднять?

не знаю насколько правильно выбрана модель упрочнения, ведь вы даже не обозначили материал...
Что касается сингулярности, то с включённой пластикой она не может быть, ибо пластичность как более общая матем-ая модель существует чтоб разрешить недостаток упругой модели - сингулярности..)

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Цитата

не понял честно сказать тут.. 
во-первых, мембранные и изгибные в СВ доступны только для оболочек (нет опции "линеаризация напряжений"), во вторых на картинках у вас везде Мизес.

Ещё существует в SW Simulation исследовании "Проектирование сосуда давления", которое использует существующее линейное исследование. Я делал линеаризацию по двум крайним линиям на сечении, напряжения брал нормальные к сечению.
Наверное, если сильно потребуется, можно и руками кучу точек понаставить и сложить, но до такого ещё не доходил.
 

Цитата

не знаю насколько правильно выбрана модель упрочнения, ведь вы даже не обозначили материал...
Что касается сингулярности, то с включённой пластикой она не может быть, ибо пластичность как более общая матем-ая модель существует чтоб разрешить недостаток упругой модели - сингулярности..)

Вот что-то такое я хотел услышать

2 karachun:

Цитата

Но вы скорее всего получите такой результат что проушина не оторвется но у нее половина сечения будет в пластике. Т.е. запаса, скорее всего, все равно не будет. И желательно такую проушину поскорее заменить.

Тут дело в чём - если бы это была балка и у неё всё сечение было бы в пластике - то это был бы финиш - конструкция сложилась бы. Но это проушина - она погнулась по направлению стропы и остановилась. Т.е. потеря устойчивости не есть разрушение.

Изменено пользователем cser
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
21 минуту назад, cser сказал:

Ещё существует в SW Simulation исследовании "Проектирование сосуда давления", которое использует существующее линейное исследование. Я делал линеаризацию по двум крайним линиям на сечении, напряжения брал нормальные к сечению.

А  да, забыл. Не юзаю этот модуль практически..)
Хорошо. Сделали линеаризацию. А что вам этот даст?) Вы оцениваете по критерию "мембранные+изгибные"? Почему не Мизес?

 

24 минуты назад, cser сказал:

потеря устойчивости

это вряд ли ...

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

@cser вы спешите с пластикой. Я бы для начала сделал максимально точный упругий линейный расчёт. Тем более он на порядки быстрее. Тем более вы говорите что проушины работают в реальности. Значит такой уж развитой пластики там не может быть ...

Изменено пользователем Jesse
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
3 минуты назад, Jesse сказал:

Хорошо. Сделали линеаризацию. А что вам этот даст?) Вы оцениваете по критерию "мембранные+изгибные"? Почему не Мизес?

Юридически это неправильно, конечно, потому что проушина - не сосуд но какой-то критерий прочности должен быть.
Если делать упругий расчёт по Мизесу, то возникают локальные концентраторы, для которых я всегда затрудняюсь определить насколько они локальные и опасные.

6 минут назад, Jesse сказал:

@cser вы спешите с пластикой. Я бы для начала сделал максимально точный упругий линейный расчёт. Тем более он на порядки быстрее. Тем более вы говорите что проушины работают в реальности. Значит такой уж развитой пластики там не может быть ...

Люди говорят, видели похожие уши слегка погнутыми. Жалко я этого не видел и фоток нет.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
12 минут назад, cser сказал:

Люди говорят, видели похожие уши слегка погнутыми.

В порядке бреда.

Уши погнулись согласно направлению нагрузки и изгиб перешел в растяжения и ушам стало легче.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
10 минут назад, cser сказал:

Если делать упругий расчёт по Мизесу, то возникают локальные концентраторы, для которых я всегда затрудняюсь определить насколько они локальные и опасные.

главное не путать "концентратор" и "сингулярность":smile:В первом случае будет сходимость по напряжениям, во втором - нет.
Короче, если прям так смущает добавьте в месте приварки проушины маленькое скругление и замельчите там сетку. Хотя я  по опыту проще делаю: наоборот, не делаю в месте очевидной сингулярности плотную сетку и игнорирую там напряжения. На напряжения "в теле" проушины всё равно не повлияет. А вам важнее всего там понять что происходит.
В общем, добро пожаловать в клуб..)
https://cccp3d.ru/topic/71215-полезные-советы-начинающим/

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
3 часа назад, cser сказал:

Как адекватно ограничить наклон так и не придумал. Зато решение не расходится, если учесть упрочнение.

Правильно ли я понимаю, что если модель пластичности с упрочнением выбрана удачно и напряжения локально превышают временное сопротивление, то в этом месте можно ожидать разрушение (хотя бы локальное)? Или даже в такой постановке возможна сингулярность и нужно что-то усреднять?

У Вас есть схема строповки, соответственно примерный наклон будет как в ней.

Нет, смотреть надо не локально, а по наиболее опасному сечению: у отверстия. Если будет рвать, то именно отверстие.

Для красоты можете усложнить схему. Задавать перемещения можно на штыре (которого в текущей расчётной схеме нет). Ну и потребуется задать контакт ухо-штырь.

 

Для согласования усилий с усилиями в схеме страповки постфактум придётся элементарным сопроматом посмотреть на моменты с учётом плеч. Усилие наверное можно в солиде посмотреть только в заделке. А надо знать усилие (или компоненты реакции) в отверстии.

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

В порядке бреда.

Уши погнулись согласно направлению нагрузки и изгиб перешел в растяжения и ушам стало легче.

Это не бред это жизнь. Это опыт расчетчика. Ухо согнулось и ему стало легче. 

И не нужно моделировать всю конструкцию в этом расчете.

Это скоро будут советовать при расчете кронштейнов на грузовом автомобиле моделировать весь автомобиль.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
4 часа назад, ДОБРЯК сказал:

Это опыт расчетчика. Ухо согнулось и ему стало легче.

Здесь и расчётчиком не нужно быть: ухо может быть согнуто заранее, как предусмотрено в чертежом под определённые условия строповки.:biggrin:

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
16 минут назад, миталник сказал:

Здесь и расчётчиком не нужно быть

Чтобы правильно считать конструкции нужно быть расчетчиком. 

Расчетчик знает как правильно моделировать ухо и какие граничные условия.

ТСу нужно только правильно сделать КЭ модель уха, правильно закрепить и правильно нагрузить. 

@миталник если вы все это знаете, то дайте свой совет.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
25 минут назад, ДОБРЯК сказал:

@миталник если вы все это знаете, то дайте свой совет

Таких ушей и аналогичных деталей переделал немало, а вот в "моделировании, граничных условиях, приведеннных выше красивых разноцветных картинках" - ни бум-бум. И почему-то все мои разработки надёжно работали и работают немало лет.:k05106:

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...