Как упростить расчет сборки с подшипниками?

[Антон 0]

Доброго времени суток!

Столкнулся со следующей проблемой- нужно провести статический расчет (например, на жесткость под нагрузкой) сборки, в которую входят подшипники.

Радиальная и осевая жесткость подшипников известны. Можно ли как-нибудь ее задать вместо того, чтобы делать подшипники сборными и, соответственно, назначить материалы всем их составным частям и т.д., то есть с трудом рассчитывать их жесткость, которая и так уже дана в каталоге.

Как вы рассчитываете сборки с подшипниками?

[a_a_a+ 11]

Нужно создать втулку и назначить ей материал с цилиндрической ортотропией (ось, понятное дело, совпадает с осью втулки). Затем (или до того ) нужно подобрать модули упругости, обеспечивающие жесткость втулки (в контексте вала/отверстия) такие, чтобы они соответствовали жесткости подшипника (радиальной и осевой), а для обеспечения несопротивления вращению назначить соответствующий модуль сдвига (r-t) раз в 1000 (и меньше, насколько позволяет устойчивость решения) меньше, чем другие модули сдвига.

Геморройное это дело, однако!

[Антон 0]

Нужно создать втулку и назначить ей материал с цилиндрической ортотропией (ось, понятное дело, совпадает с осью втулки). Затем (или до того ) нужно подобрать модули упругости, обеспечивающие жесткость втулки (в контексте вала/отверстия) такие, чтобы они соответствовали жесткости подшипника (радиальной и осевой), а для обеспечения несопротивления вращению назначить соответствующий модуль сдвига (r-t) раз в 1000 (и меньше, насколько позволяет устойчивость решения) меньше, чем другие модули сдвига.

Геморройное это дело, однако!

И вы так делаете с каждым подшипником?

[a_a_a+ 11]

И вы так делаете с каждым подшипником?

Ну материал-то можно и в базу данных поместить.

Самое сложное - это его характеристики подобрать.

Кстати говоря, сейчас COSMOSWorks допускает виртуальные пружины, соединяющие цилиндрические концентрические грани.

Но это дело нужно смотреть, как работает.

[Антон 0]

Самое сложное - это его характеристики подобрать.

Да, это больше всего пугает =)

[ivan_mlpe 0]

Радиальная и осевая жесткость подшипников известны. Можно ли как-нибудь ее задать вместо того, чтобы делать подшипники сборными и, соответственно, назначить материалы всем их составным частям и т.д., то есть с трудом рассчитывать их жесткость, которая и так уже дана в каталоге.

вот еще один подход

<noindex>http://www.eng-tips.com/viewthread.cfm?qid...132&page=10</noindex>

если с аглицким не дружен - перевожу:

предлагается моделировать подшипник с помощью двух колец и пружинок между ними. Автор задает вопрос об оптимальном количестве пружинок в модели, ему советуют, чтобы пружинок было столько же, сколько шариков.

Встречный вопрос:

а где-нить можно качнуть данные по жесткости подшипников? отечественных? импортных?

и каким пакетом считаете модель?

Изменено 23 декабря 2008 пользователем ivan_mlpe

[ivan_mlpe 0]

Доброго времени суток!

Столкнулся со следующей проблемой- нужно провести статический расчет (например, на жесткость под нагрузкой) сборки, в которую входят подшипники.

Радиальная и осевая жесткость подшипников известны. Можно ли как-нибудь ее задать вместо того, чтобы делать подшипники сборными и, соответственно, назначить материалы всем их составным частям и т.д., то есть с трудом рассчитывать их жесткость, которая и так уже дана в каталоге.

Как вы рассчитываете сборки с подшипниками?

вот, кстати нашлось

<noindex>http://www.eng-tips.com/viewthread.cfm?qid=207128&page=1</noindex>

как раз для случая статического нагружения подшипниковой опоры

пишут, что можно ввести между двумя нодами на модели (одна на валу, другая на корпусе) полную матрицу жесткости, но при этом затрудняются объяснить выбор знака, с которым в нее входит жесткость на кручение.

но есть выход - моделирование при помощи двух пружинок, приложенных к тем же точкам. Параллельно.

Поскольку дана только осевая жесткость Ka, остальные составляющие предлагается вычислять по формулам:

radial stiffness:

Kr=(Ka/2)*cotg^2(aplh)

rotational stiff along radial axis:

Kfi=(Ka/8)*dm^2

offdiagonal member radial-rotational:

Kfir=(Ka/4)*cotg(aplh)*dm

где alph - угол контакта

и dm - полусумма диаметров подшипника

кроме того, один из участников обсуждения замечает, что при таком подходе он столкнулся с проблемами сходимости, которые были побеждены приложением пружинок не к нодам на оси вала, а к нодам на его поверхности, что позволило устранить степень свободы вращения вокруг продольной оси. Жесткость этих пружинок, ессно пришлось назначить вдвое меньше.

[Антон 0]

вот, кстати нашлось

<noindex>http://www.eng-tips.com/viewthread.cfm?qid=207128&page=1</noindex>

как раз для случая статического нагружения подшипниковой опоры

пишут, что можно ввести между двумя нодами на модели (одна на валу, другая на корпусе) полную матрицу жесткости, но при этом затрудняются объяснить выбор знака, с которым в нее входит жесткость на кручение.

но есть выход - моделирование при помощи двух пружинок, приложенных к тем же точкам. Параллельно.

Поскольку дана только осевая жесткость Ka, остальные составляющие предлагается вычислять по формулам:

radial stiffness:

Kr=(Ka/2)*cotg^2(aplh)

rotational stiff along radial axis:

Kfi=(Ka/8)*dm^2

offdiagonal member radial-rotational:

Kfir=(Ka/4)*cotg(aplh)*dm

где alph - угол контакта

и dm - полусумма диаметров подшипника

кроме того, один из участников обсуждения замечает, что при таком подходе он столкнулся с проблемами сходимости, которые были побеждены приложением пружинок не к нодам на оси вала, а к нодам на его поверхности, что позволило устранить степень свободы вращения вокруг продольной оси. Жесткость этих пружинок, ессно пришлось назначить вдвое меньше.

Спасибо!

[ivan_mlpe 0]

Спасибо!

Описание полученных результатов - приветствуется

[Антон 0]

Описание полученных результатов - приветствуется

Результаты будут, но не скоро =)

[Антон 0]

Встречный вопрос:

а где-нить можно качнуть данные по жесткости подшипников? отечественных? импортных?

и каким пакетом считаете модель?

Не знаю, пользуюсь каталогом нашего предприятия. Каким пакетом? У меня Cosmosworks 2007 SP 4.0, если вы об этом.

[Антон 0]

А может проще и достовернее будет, если сделать пружину между двумя цилиндрическими гранями? Только почему-то там можно задавать только распределенную по площади жесткость, в то время, как для других видов пружин ее можно задавать нормально. Очень неудобно!

[Антон 0]

В итоге удалось добиться похожего на правду результата от пружины между двумя концентрическими цилиндрическими поверхностями. При этом задавая только радиальную жесткость за счет сжатия-растяжения пружины, так как задав поперечную жесткость пружине больше 0 мы лишим подшипник степени свободы. Поэтому осевую жесткость придется обеспечить отдельной пружиной (на торце).

Радиальную жесткость пружины можно в этом случае задавать только распределенную по площади. При этом правильно получается (то есть прикладывая единичную силу получаем единичное смещение, от двойной силы- двойное смещение и т.д.), если рассчитывать на 1/4 от суммарной площади поверхности внутренней и внешней цилиндрических поверхностей. Это при использовании пружины, работающей и на растяжение, и на сжатие.

[ivan_mlpe 0]

Радиальную жесткость пружины можно в этом случае задавать только распределенную по площади. При этом правильно получается (то есть прикладывая единичную силу получаем единичное смещение, от двойной силы- двойное смещение и т.д.), если рассчитывать на 1/4 от суммарной площади поверхности внутренней и внешней цилиндрических поверхностей.

коэфф. 0.25 имеет какое-то обоснование? или подобран?

[Антон 0]

коэфф. 0.25 имеет какое-то обоснование? или подобран?

Подобран. Я не смог найти ни в одном описании cosmosworks какая площадь имеется ввиду при использовании такой пружины. Если поверхности плоские -тогда проще. А тут площадь-то разная!

[olen 0]

Дело тоже имею с подшипниками, они сидят на шпинделе с преднатягом 860Н. Вопрос такой как задать этот преднатяг в Cosmose?

[a_a_a+ 11]

Так и задать - есть такой пункт Посадка с натягом в контактных условиях.

Вал и отверстие в подшипнике рисуются с теми размерами, с какими они выполняются до сборки (т.е. в сборке будет интерференция).

Замечено, что фишка кривовато работает в ноготельном режиме, то есть нужна сборка.

В порядке рекламы : в 2009 версии посадка с натягом может назначаеться на уровне сопряжений SW!

[akimka1983 0]

Также в версии 2008 есть в "жестких связях" непосредственно соединитель "подшипник", где задается жесткость радиальная и осевая

[Антон 0]

Также в версии 2008 есть в "жестких связях" непосредственно соединитель "подшипник", где задается жесткость радиальная и осевая

В 2007 он тоже есть, но не соединяет два тела, а используется для ограничения одного.

[akimka1983 0]

Точно.тогда есть в "жестких связях" "пружина " там можно задаваться концентрическими цилиндрическими поверхностями и задавать радиальную и поперечную жесткость.по-моему это как раз то.. правда я ориентируюсь по версии2008,а насчет 2007 точно не знаю