Резьбовое соединение

[Closius 8]

ладно говорю идею: Болт в теле моделируется как обратный конус (резьбавая часть в теле). Причем конус болта немного уже чем конус отверстия. Таким образом будет моделироваться последовательное нагружение материала детали как в резьбе. Вопрос только в том как подобрать конуса..

[YURIS 14]

Люди (в частности yuris)!

Давай посмотрим напряжения в теле болта нагруженного изгибом и разбитого на солиды. Пусть пока без витков.

closius

просвети гениальной идеей.

Не хочу я ловить рыбку в мутной водичке. Вы если имеете виду эксцентричное нагружение болта - это особый случай и его лучше исключать конструктивно. Например, если есть уклон полки швеллера, то подложить под гайку косую шайбу. Болты ставить с зазором, чтобы не передавалась внешняя нагрузка на тело болта. Кроме того, есть методики расчета в справочниках, конструктора всегда это считают вручную, а не численно.

[Влад. 6]

ладно говорю идею: Болт в теле моделируется как обратный конус (резьбавая часть в теле). Причем конус болта немного уже чем конус отверстия. Таким образом будет моделироваться последовательное нагружение материала детали как в резьбе. Вопрос только в том как подобрать конуса..

ваша идея вносит не меньше неопоеделенностей чем любая другая.

и, действительно, такие вещи оценивают по известным справочникам.

[Борман 2 375]

Возьмите цилиндр, нанесите на него винтовую линию, постройте сетку. Закрепите нужным образом узлы винтовой линии, потяните на основание цилиндра - получите приблизительную картину.

[Closius 8]

Борман интересная идея... Но тоже требует большого кол-ва вычислений...

Я вот думаю.. может можно матеметически как-нибудь задать контакт такой?

[Fedor 1 597]

Книжка была Иосилевича по таким вещам. С таких задачек начинался мкэ в СССР. Вариационно-сеточными методами называлось :)

[romanoff 0]

Неравномерность распределения нагрузки по виткам резьбы вызывается погрешностью ее изготовления, в частности накопленной погрешностью шага. Смоделровать эту погрешность с помощью МКЭ вряд ли получится. Можно конечно попытаться задать резьбу спиралью, шаг которой будет например на 0,01 мм отличаться от номинального. Только как потом скажется эта погрешость на расчете при разбиении спирали сеткой с размером элемента 0,1 мм?

Пока что модель резьбового соединения можно построить только обходными путями, подгоняя результат под эксперимент. Польза от такой модели только в красивой картинке.

[Fedor 1 597]

Погрешности задаются с помощью связей. То есть в каком-то направлении сходственные узлы перемещаются совместно с выбранной дельтой зазора.

"Пока что модель резьбового соединения можно построить только обходными путями" - смещайте сечение вращая, делов то. Отдельно болт, отдельно гайку и контакты через связи.

[Closius 8]

Неравномерность распределения нагрузки по виткам резьбы вызывается погрешностью ее изготовления

Погрешность изготовления далеко не лимитирующее неравномерности нагрузки!!! ДАже если вы идиально изготовите резьбовое соединение у вас всеравно будет неравномерно распределенная нагрузка. Она вызвана свойствами материала и жесткостью охватывающей детали (гайки например) и распределению в ней нагрузки. Погрешность изготовления здесь практически не играет роли (при статическом нагружении)

[YURIS 14]

Нагрузка витков пропорциональна их прогибу или относительному перемещению соответствующих точек, поэтому нагрузка первого витка больше второго и т.д.. Это у Н. Жуковского хорошо описано..

Кстати, существуют конструкции специальных гаек, выравнивающих распределение нагрузки по резьбе (так называемые висячие гайки)..

[Closius 8]

Вот картинки.

1 и 2 это пример ввинченой шпильки в тело. Шпилька сталь, тело алюминий. 1 реальная резьба, 2 - два жестко связаных тела Bonded

<noindex></noindex>

<noindex></noindex>

3 - распределение максимальных усилий по виткам в гайке сжатия (максимумы по площадкам контакта(по виткам)). 0 соответствует поверхности разъема соединения. От нуля идет вглубь соединения.

<noindex></noindex>

4 - распределение максимальных усилий по виткам в теле (максимумы по площадкам контакта(по виткам)) (первая и вторая картинки). 0 соответствует поверхности разъема соединения. От нуля идет вглубь соединения.

<noindex></noindex>

PS: В графиках я Total взял минимумы на площадках... поэтому на них не смотрите.

[Closius 8]

Из моих графиков видно, что усилия у меня не уходят в ноль при рассмотрении гайки сжатия... У Н.Е.Жуковского же они почти в нуле на 10-ом витке. Где ошибка?

[Fedor 1 597]

" Шпилька сталь, тело алюминий" в этом все дело. Попробуйте сталь и сталь.

У Вас получился вариант резинки и иголки из-за разных модулей. Жуковский для одинаковых получал.

[YURIS 14]

Весьма странно у вас граничные условия определены.. для чего здесь перемещение с поворотом?

тут надо, по-моему: на левую деталь на крайне левую линию задать UX=0, UY=free.

на правой детали: крайне правая линия полностью закреплена, перемещения нижней и верхней границ задать UY = 0.

[Closius 8]

Fedor: Сталь и алюминий это далеко не резинка и иголка. Тем более мне необходимо именно такое соотношение.

YURIS: Закрепление я ввел на переферию охвативающей детали типа удаленного перемещения с диформированным поведение поверхности. Вобще я пробовал и Fixed там делать результат от этого не сильно меняется. Это сейчас не так важно.

В общем у меня есть мнение, что в модели жуковского рассматривалась именно гайка, то есть где болт выходил из гайки. А в моем случае не гайка, а охватывающая деталь, в которой общеизвестно, что распределение нагрузки идет обратной последовательностью чем в гайке и более равномерно <noindex>http://www.eatu.ru/eatu-img/255-365.jpg</noindex>

У Жуковского показан пример только для гайки сжатия... Для полого болта например нагрузка будет равномерная. И для гайки растяжения более равномерная..

[Борман 2 375]

Решал по своей методе - спираль на цилиндре. Цилиндр тяну..

Крепил узлы спирали. Пo 31 узел на виток.

На картинке - уловые реакции (одна за одной) в у.е. - синим, и сумма реакций (нормированная к единице) - красный.

Господа вы меня не поняли... Как затянуть я понял! А как смоделировать поведение резьбы??? Мне вот это надо. то есть то, что первый виток берет там 50% нагрузки, второй 15% и так далее как в деталях машин учили.

Посмотрите по красному графику... на 31-ой точке немного больше 50% вышло.

Думаю, если делать чуть по-строже - то более качественно выйдет.

[Closius 8]

Борман, вы просто жестко закрепили эти узлы? Это очень не точно. На самом то деле все падатливо..

[Борман 2 375]

Борман, вы просто жестко закрепили эти узлы? Это очень не точно. На самом то деле все падатливо..

В первом приближении очень правдиво. Хотите в каждый узел по горизонтальной пружинке воткну. Будет "типа податливо". Это недолго...

[Closius 8]

Попробуйте... интересно а почему у меня такие нагрузки получаются... может быть нельзя рассматривать эту задачу в осисиметричной постановке? В реальной резьбе же винтовая линия... а тут кольцевые.. Хотя не думаю что это прям так существенно...

[Fedor 1 597]

"Сталь и алюминий это далеко не резинка и иголка. Тем более мне необходимо именно такое соотношение" - " правило конструирования резьбового соединения : "жесткие фланцы - податливые болты"" - написано в Деталях машин - Генадия Борисовича Иосилевича. Советую посмотреть там много написано полезного и выверенного по рассматриваемому вопросу, а он был одним из первых кто применял мкэ к машиностроению и моим оппонентом, не сделавшим ни одного замечания на ученическую работу, когда-то во времена больших компьютеров с маленькими возможностями, поэтому добирали серым веществом

Задайте вместо резьбы контактный слой по выступам и впадинам примерно с половиной среднего модуля упругости да и понаблюдайте за распределением как Жуковский делал. Простенько и по постмодернистски. Сильно не ошибетесь :)