Расчёт демпферного устройства в ANSYS Rigid Dynamics

[Kosmos D 0]

Доброго времени суток, форумчане, возник вопрос.

Расчёт производится в Rigid Dynamics. Модель представляет из себя демпферное устройство: вращающийся вал на котором посредством пружин (они устанавливаются с помощью направляющих, исключающих потерю устойчивости) закреплена втулка с фрезой, на которую в процессе резания почвы воздействует момент сопротивления согласно графику. Задача в том, чтобы изменяя жесткость пружин получать изменение в графике общего момента на валу (пиковая нагрузка ведь должна сглаживаться). Пока что рассчитываю только одну фрезу из двух, но схема составлена для двух, момент сопротивления резанию для второй погашен.

Проблема в том, что получающийся момент, в несколько раз превышает предполагаемый. Также на джоинты revolute, между валом и наружной втулкой с фрезой применено torsional damping =0,02 иначе расчёт выдаёт очень странную картинку. Пружины работают только на сжатие, данный параметр включен. Также в крайних точках возможен заданный контакт.

Частота вращения вала 200 об/мин.

Жёсткость пружин 90000 Н/м. их 3 шт, на демпферное устройство.

Предполагаемое сжатие пружин, при данной жёсткости около 2-3мм.

А выходит около 10мм.

Вопрос следующий, откуда возникают такие значения на графике момента? (масса стальной фрезы 5,5кг, для её разгона до 200 об/мин за данное время требуется гораздо меньший момент).

Вообще применение Torsional Damping допустимо в данной ситуации?

Может некорректно выбран модуль для расчёта?

Видео работы и проект в Workbench 2023 r1 https://disk.yandex.ru/d/Un3_JeRx7HrEGA

Схема устройства

Работает по подобной схеме 

Заданный график угловой скорости приложенной к валу

Заданный график угловой скорости приложенной к валу

Заданный момент сопротивления приложенный к фрезе

Заданный момент сопротивления приложенный к фрезе

Заданный контакт

Заданный контакт

Заданное Torsional Damping

Заданное Torsional Damping

Моменты на валу

Момент на валу без применения Torsional Damping

Момент на валу c Torsional Damping

График момента с погашенным моментом сопротивления

Графики деформации пружины

График деформации пружины с применением Torsional Damping и моментом сопротивления

График деформации пружины с применением Torsional Damping и погашенным моментом сопротивления

 

[AlexKaz 1 822]

 

7 часов назад, Kosmos D сказал:

А выходит около 10мм.

10 всё же пиковое, по графику видно, что бОльшую часть времени болтается в районе 2.5 мм.

А если демпфирование поднять повыше? Почему для системы, которая в итоге работает с грунтом, damping именно 0.02, при чём, не безразмерный какой-либо, не Н/м, а Н*м? Как Вы вообще собираетесь из реала вытащить конкретное значение демпфирования?

Плюс в реале лапки фрезы всё же не такие жёсткие, поэтому и у них есть податливость, соответственно, график воздействующего момента не будет жёстко пилообразным.

Ещё один прикол - интересно было бы посмотреть на собственные частоты системы. Если вдруг собственная совпала с частотой пилы внешнего момента, чего удивляться 10 мм?

Изменено 30 января пользователем AlexKaz

[Timon1 2]

15 часов назад, Kosmos D сказал:

пиковая нагрузка ведь должна сглаживаться

Неверное утверждение.

Амортизатор изменит ачх колебания массы(ножа фрезы).увеличится амплитуда, сдвинется фаза.

 

 

Снижает неравномерность- маховичная масса.

 

Такая задачка для аналитического расчета -крутильные колебания с демфированием. 

 

Не видел на фрезах амортизаторов.

Изменено 30 января пользователем Timon1