Имитация гидроцилиндра при анализе МКЭ

[Игорь Николаев 2]

Здравствуйте.

 

Пробую посчитать сборку на статику. В конструкции два параллельно работающих гидроцилиндра, которые раскладывают манипулятор. Но даже при приложении силы тяжести программа отрисовывает гидроцилиндры с провисание. Сами гидроцилиндры прорисовал как единое тело. После расчета самое нагруженное место - ось вращения рычагов. А оси, соединяющие проушину гидроцилиндра и рычага вообще не нагружена.

Я думаю, что неправильно я делаю.

 

Может подскажите, как можно заменить гидроцилиндры средствами solidworks.

[mishanag 23]

похоже, что дело не в гидроцилиндрах...
А в правильности наложения ограничений, контактов и нагрузок

[Игорь Николаев 2]

Нагрузка -  сила тяжести, направлена перпендикулярно плоскости основания вниз.

Контакты - глобальный, кроме указанных на рисунке.

 

[Jesse 960]

2 часа назад, Игорь Николаев сказал:

Но даже при приложении силы тяжести программа отрисовывает гидроцилиндры с провисание.

а в реальности по-вашему шток не должен провисать?

[AlexKaz 1 822]

Создать шарнир вместо жёсткого контакта - видимо, это имелось в виду.

[Игорь Николаев 2]

@Jesse я думаю что не должен провисать, должна быть растягивающая сила от веса рычагов.

@AlexKaz шарнир искать во вкладке "консультант по креплениям"?

[Jesse 960]

26 минут назад, Игорь Николаев сказал:

я думаю что не должен провисать, должна быть растягивающая сила от веса рычагов.

аа, так у вас сила тяжести вдоль оси Y направлена?
тем не менее: если центр тяжести рычагов смещён отн-но оси гидроцилиндра, шток последнего будет изгибаться. Почему нет?

1 час назад, AlexKaz сказал:

Создать шарнир вместо жёсткого контакта - видимо, это имелось в виду.

я бы не спешил. А соответствует ли это реальности? Вот автор, например, пишет

 

4 часа назад, Игорь Николаев сказал:

После расчета самое нагруженное место - ось вращения рычагов

я, например, понять не могу где там ось вращения рычагов.

[jtok 814]

7 часов назад, Игорь Николаев сказал:

программа отрисовывает гидроцилиндры с провисание

Ваще вопрос был про провисание. Чтобы провисание не стал, нужно уменьшить масштабный коэффициент эпюры перемещений, ну например, до единицы. И тогда провисания никакого не будет. Это ж первый опыт ТС в SWS, а вы начали тут про закрепления свои))

Скрытый текст

 

7 часов назад, Игорь Николаев сказал:

После расчета самое нагруженное место - ось вращения рычагов. А оси, соединяющие проушину гидроцилиндра и рычага вообще не нагружена.

Я думаю, что неправильно я делаю.

И еще. Человек нажал кнопку BRB (big red button) в SWS и анализирует результат. Если смотреть на эпюру и воспринимать ее как эпюру напряжений, то всё сходится: самое нагруженное место (красное, справа) - ось вращения рычагов, так и есть. А оси, соединяющие проушину гидроцилиндра и рычага (синие, которые с самого лева) - не нагружены, черт побери, хотя должны!

 

Ну а если принять эту эпюру как эпюру перемещений, коей она и является, то вопросов почти и нет.

[Игорь Николаев 2]

Я, наверно, плохо объяснил свои сомнения в правильности моего расчёта.

Имеется манипулятор. Два параллельно установленных рычага за счет гидроцилиндров раскладываются в рабочее положение.

В расчете методом КЭ ось вращения деталью сделал, а оси крепления гидроцилиндров заменил креплением "штырёк" инструмента solidworks. Приложил нагрузку - сила тяжести. Нижняя плоскость планшайбы - зафиксированная геометрия.

Получились следующие эпюры

- эпюра напряжений

-эпюра перемещений

 

 

- эпюра Design Insight

Про коэффициент шкалы я знаю.

Но мои сомнения в том, что гидроцилиндр в моём случае должен работать на растяжение, и прогиба не должно быть. На эпюре Design Insight видно, что напряжения в нижней части штока как при прогибе.

Поэтому я не уверен в своих условиях закреплений и ограничений.  

[jtok 814]

Вы пока приложили только собственный вес. Это слабая нагрузка, напряжения должны быть невелики, и смысла в эпюрах (напряжений, перемещений и пр.) особо то и нет.

Загрузите свою конструкцию, я вижу, вы почти готовы это сделать - 40000Н там на стрёме уже было в первом посте - и вот и давайте посмотрим.

Изменено 12 ноября 2021 пользователем jtok

[Игорь Николаев 2]

Результаты

 

[Игорь Николаев 2]

Результаты при выдвижении стрелы

[jtok 814]

Ну, хорошо же получается - в задвинутом состоянии мах напряжение 290МПа, в выдвинутом - 446МПа.

Думаю, нужно переключить показ напряжений не в узлах, а в элементах, это более правильные напряжения. При этом они меньше, чем в узлах.

Еще я бы в настройках эпюры включил отображение в МПа, а так ну как вам удобнее, научный формат числа я плохо воспринимаю, всегда на бумашке перевожу.

Скрытый текст

 

А вообще глядя на задачу, я бы ее решал не только в чистом Simulations (статика). А применил бы и Motions (движение).

Как то была похожая задача - стрела подъемной машины, двухколенная, с четырьмя гц.

Смысел там такой: создаем кинематическую схему, гц заменяем двигателями линейными, которые выдвигаются/задвигаются, можно все по времени разнести.

Получаем во первых график во времени усилий в гц - с учетом массы и инерции двигаемых деталей, а не только статика.

А потом из Motion можно перенести эти загружения в Simulation и просчитать рамки и станину.

Но это да, долго и сложно.

Скрытый текст

 

Скрытый текст

 

[Игорь Николаев 2]

Сделал по рекомендациям

Просто вчера при этих же ограничениях и креплениях мне выдавал значение 460 МПа

[jtok 814]

Ну вот. Хорошо же? Я доволен.

Осталось сделать и посмотреть, развалится или нет.

7 минут назад, Игорь Николаев сказал:

460 МПа

Ну 12 МПа потерялись куда-то при решении уравнений МКЭ. Ничего страшного, это бывает

[Игорь Николаев 2]

Как проверить на разрушение?

[jtok 814]

5 минут назад, Игорь Николаев сказал:

Как проверить на разрушение

Посмотреть на эпюру напряжений. Можно еще на эпюру запаса прочности. Если запас меньше 1, то скорее всего металл в этом месте потечет и конструкция станет непригодной к эксплуатации.

Попробовать Motion. Оценить напряжения после него.

Подумать о мало и многоцикловой усталости. Придумать, как её учесть/посчитать. Оценить результаты.

После всего забить на всё и рисовать кактус.

Депрессия.

Принять решение.

Отстаивать его.

Когда придут и начнут тыкать носом, отмазываться так: да сварили криво! Металл не тот поставили! Нагрузку превысили!

[Игорь Николаев 2]

понятно)

[Игорь Николаев 2]

В чём заключается правильность отображения эпюры напряжений в узлах от элементов? Эпюру коэффициента запаса прочности он всё-равно вычерчивает по напряжениям в узлах?

[jtok 814]

18 минут назад, Игорь Николаев сказал:

в узлах от элементов?

Более средние результаты. Сетка конечных элементов это грубое приближение к сплошной непрерывной среде, коей является рассчитываемый элемент. И напряжения в элементах это осреднение всех напряжений вО всех узлах этого элемента.

 

18 минут назад, Игорь Николаев сказал:

всё-равно вычерчивает по напряжениям в узлах?

Это да, недоработка. Я тоже не нашел, как выводить ее по элементам, а не узлам.

Изменено 12 ноября 2021 пользователем jtok