расчет сборки

[mutouf0 9]

Добрый день!Есть схема(условная) конструкции.Но довольно сложные г.у.

Описание:

Конструкция закреплена на 4 болта к земле,через прокладку.К бобышке приложена сила под определенным углом.Сама бобышка расположена под углом к опоре.Опора крепится к основанию слева жестко с упругим эелементом(эластомер),справа на пружине.Левая часть работает ,грубо говоря,как сайлентблок в автомобиле.Т.е. исключает трение металл-по металлу.Жесткость пружины известна.Об эластомере неизвестно практически ничего.Твердость по Шору,предел прочности.Модуля упругости нет.

Вопрос:

Каким образом все это можно разбить на более простые расчеты,с учетом поведения эластомеров?

Т.е. не сломается ли опора,основание.

Можно ли каким то образом нагрузить отдельно верхнюю деталь,получить силы в зоне упругого элемента,а потом эти силы приложить к основанию(например)?

Каким образом эластомер(пусть не эластомер,резина например) передает нагрузку?Т.е. снаружи упругого элемнта пусть 40КН по всей площади,сколько будет внутри?

За любую инфу/литературу/помощь заранее огромное спасибо.Схему прилагаю.

[Солодов 2]

А нужно ли точное воспроизведение физики процесса? Огрубите задачу. Выкиньте упругости и пружину. Соедините всё жёстко друг с другом. И посчитайте бобышку вашу. Полученный результат будет не менее приемлемым, чем тот, что вы себе наметили. А на мой взгляд - более чем приемлемым.

[UgAr0FF 2]

А зачем разбивать на части? железо не тянет? может лучше упростить элементы конструкции таким образом, что бы проще было строить сетку (увеличение скорости расчета), т.е. поуберать фаски и т.п....

[mutouf0 9]

А нужно ли точное воспроизведение физики процесса? Огрубите задачу. Выкиньте упругости и пружину. Соедините всё жёстко друг с другом. И посчитайте бобышку вашу. Полученный результат будет не менее приемлемым, чем тот, что вы себе наметили. А на мой взгляд - более чем приемлемым.

Точное воспроизведение желательно,но не критично.К сожалению,нам итак понятно что бобышка выдержит.Волнуют выдержат ли опора с основанием.Ну с опорой более-менее разобрались,начали считать так,чтоб она висела только на жесткой заделке слева.

А вот с основанием проблема.Дело в том,что прокладка упругая,соотв может сжиматься.И левая часть на испытаниях начала задираться вверх,а та часть что правее-соотв начала вдавливать прокладку(что логично,т.к. возникает момент).Но встал вопрос:как смоделировать,например,закрепление основания болтами,на упругой опопре?

А зачем разбивать на части? железо не тянет? может лучше упростить элементы конструкции таким образом, что бы проще было строить сетку (увеличение скорости расчета), т.е. поуберать фаски и т.п....

Да,железо не тянет,да и долго...Желательно вообще считать не сборку,а одну деталь(а лучше половинку).Чтоб небыло контактной задачи

[Солодов 2]

"Выдержит" ли опора? Организуйте расчётную модель №1, состоящую из бобышки и опоры. Зафиксируйте жёстко поверхность выточки под упругий элемент. Нагрузите, сосчитайте, проанализируйте. Сделайте вывод.

"Выдержит" ли основание? Организуйте расчётную модель №2, состоящую только из основания. Закрепите жёстко поверхности отверстий под болты. Перенесите на цапфу (на которую надет упругий элемент) реакции в заделке из результатов расчёта модели №1 (взятые с обратным знаком). Нагрузите, сосчитайте, проанализируйте.

Если бобышка опора и основание "выдержат" расчёты по этим двум вариантам, то в живую - тем более, т. к. расчёт был ужесточён.

[mutouf0 9]

"Выдержит" ли опора? Организуйте расчётную модель №1, состоящую из бобышки и опоры. Зафиксируйте жёстко поверхность выточки под упругий элемент. Нагрузите, сосчитайте, проанализируйте. Сделайте вывод.

"Выдержит" ли основание? Организуйте расчётную модель №2, состоящую только из основания. Закрепите жёстко поверхности отверстий под болты. Перенесите на цапфу (на которую надет упругий элемент) реакции в заделке из результатов расчёта модели №1 (взятые с обратным знаком). Нагрузите, сосчитайте, проанализируйте.

Если бобышка опора и основание "выдержат" расчёты по этим двум вариантам, то в живую - тем более, т. к. расчёт был ужесточён.

Я этим занимался сегодня весь день,и если с моделью N1 все понятно(анимация ведет себя так же,как на испытаниях),то с моделью №2-нет.Болты не образуют жесткой заделки в реальности.И если считать по этой модели,то вся левая часть после болта поднимается вверх(как на спытаниях),а вот правая не опускается вниз(как на испытаниях).В этом и состоит проблема...

Я чего только не перепробовал.Последний вариант был-в отверстия под болты вставляются специяльно нарисованные штифты,которые жестко зафиксированы и являются абсолютно твердыми.Но даже этот вариант не достаточно точно отображат реальную картину...Ведь по логике если приподнимается левая сторона от болта,то должна опускаться правая.

Изменено 9 марта 2011 пользователем mutouf0

[a_a_a+ 11]

Ничего здесь упрощать не надо. Может, только какие фаски-скруглния наружные убрать.

Единственно - можено симметрию относительно продольно й вертикальной плоскости учесть.

Зачем фантазировать и искать какие-то "реакции" и куда-то их "вставлять".

COSMOSWorks и компьютер с 2Гб оперативки вполне в состоянии всё смоделировать в подробностях за полчаса. А считать задачи кусками и гонять граничные условия - дело дней.

Для резиновой втулки возьмите материал "резина" из базы - не ввязывайтесь в нелинейный анализ, если путём не понимаете статический.

Усилие, передаваемое втулкой, не так уж сильно зависит от модели материала.

Для болтов тоже можно воспользоваться виртуальными сущностями, равно как и для основания - там есть дя него опция "виртуальная стенка. Пружина тоже есть условная.

Короче говоря, делайте 1:1 как на чертеже.

А литература соответствующая есть в природе.

[UgAr0FF 2]

У меня получается такая картина, если брать просто пластину, закребленную болтами к чему-либо, через прокладку:

[Солодов 2]

...Усилие, передаваемое втулкой, не так уж сильно зависит от модели материала...

Не ожидал от вас такого легкомысленного совета. Скалярно - да, не зависит. А векторно - зависит ещё как.

Зачем фантазировать и искать какие-то "реакции" и куда-то их "вставлять"

Во-первых - не фантазировать. Расчёт по частям - азбука жанра (до изобретения ваших знаменитых "кнопочек"). Во-вторых, помогает излечиться от вашего же диагноза: "если путём не понимаете статический" (ц).

А считать задачи кусками и гонять граничные условия - дело дней.

Да ну? Фантазируете? ;0)

[mutouf0 9]

Давайте проедем всю сборку,и попробуем разобраться как смоделировать болт который крепит нижнюю деталь.

Ничего здесь упрощать не надо. Может, только какие фаски-скруглния наружные убрать.

Единственно - можено симметрию относительно продольно й вертикальной плоскости учесть.

Зачем фантазировать и искать какие-то "реакции" и куда-то их "вставлять".

COSMOSWorks и компьютер с 2Гб оперативки вполне в состоянии всё смоделировать в подробностях за полчаса. А считать задачи кусками и гонять граничные условия - дело дней.

Для резиновой втулки возьмите материал "резина" из базы - не ввязывайтесь в нелинейный анализ, если путём не понимаете статический.

Усилие, передаваемое втулкой, не так уж сильно зависит от модели материала.

Для болтов тоже можно воспользоваться виртуальными сущностями, равно как и для основания - там есть дя него опция "виртуальная стенка. Пружина тоже есть условная.

Короче говоря, делайте 1:1 как на чертеже.

А литература соответствующая есть в природе.

При расчете в лоб получается долго...Вообще это типовая конструкция,и хотелось бы прикинуть алгоритм расчета на будущее.

Под виртуальной сущностью болта подразумевается "виртуальный болт",в средствах программы?Он не дает реальной картины.Повторюсь,прогибается одна сторона относительно болта вверх,другая стоит на месте.

А,еще вспомнил один нюанс,по поводу верхней детали.Пружина имеет определенную жесткость(например пусть при 40кН на бобышку сжимается на 5мм).Так вот:всю сборку не просчиатешь таким образом(задав реальную жесткость пружины),т.к. если наложить нагрузку 40кН то программа скорее всего не сможет все это посчитать!

У меня получается такая картина, если брать просто пластину, закребленную болтами к чему-либо, через прокладку:

В реальности нагрузка дейстывует не только вниз,но и влево... Изменено 10 марта 2011 пользователем mutouf0

[a_a_a+ 11]

Не ожидал от вас такого легкомысленного совета. Скалярно - да, не зависит. А векторно - зависит ещё как.

Во-первых - не фантазировать. Расчёт по частям - азбука жанра (до изобретения ваших знаменитых "кнопочек"). Во-вторых, помогает излечиться от вашего же диагноза: "если путём не понимаете статический" (ц).

Да ну? Фантазируете? ;0)

Ну если товарищ собирается считать "по частям", то ему вообще не сюда. Есть "Сопромат".

Если в руки попал инструмент типа COSMOSWorks, то нужно использовать его возможности. А они позволяют рассчитывать сборки такого типа с учётом всех или почти всех эффектов. При этом исключаются фантазии типа "... эта деталь давит на другую, а та на третью...". Есть, конечно идеализированные узлы, проверенные временем. Здесь явно не тот случай.

И извиняюсь, Вы, как понял, акцентируете внимание на том, что "эластомерная" втулочка, если её смоделировать обычной "малосжимаемой" средой (линейным изотропным материалом с близким к 0,5 к-том Пуассона) даст неточный результат, а вот если её вытащить из контекста, но применить нелинейную (правда реальная природа материала здесь неизвестна), то результат станет точнее?

Из той же серии суждение о том, что модель болтов в COSMOSWorks "неточная" (да, там есть определённые упрощения, но они совсем из другой "оперы"), но если пластинку рассчитать посредством "сопроматовских" упрощений, то что, станет точнее?

[UgAr0FF 2]

В реальности нагрузка дейстывует не только вниз,но и влево...

Расматривайте нагрузку как "удаленную массу/силу" или как она там правильно называлась (нехочется солид открывать..))), но тут возникает вопрос: какая нагрузка действует "вниз" и какая "влево" (в смысле в Ньютонах...), я бы не парился и считал бы всю модель (по частям всеравно где-нибудь что-нибудь неправильно задатите, или забудете задать)... ток вам ещё надо будет использовать опцию "большие перемещения", если считать модель целеком. Упрощайте модель и считайте целеком (сначала без больших перемещений, пока картинка не будет похажа на реальную, после этого только включите данную опцию, для экономии расчетного времени).

[Юнкер 0]

Апну, пожалуй.

1. Есть вариант, как значение "твердость по Шору" реального образца занести в свойства эластичного материала исследуемой модели?

2. Голову сломал, не могу понять, как можно смоделировать предсжатие "Упругих Элементов". Дело в том, что исследовать надо поведение уже предсжатых образцов. Деталь крепится вертикально к горизонтальной опоре болтом с гайкой через 2 "УЭ" с обеих сторон опоры. Болт затягивается и оба "УЭ" деформируются. После приложения нагрузки (сверху) верхний "УЭ" получает большую нагрузку и деформацию, а нижний "УЭ" разгружается в зависимости от нагрузки сверху. После этого к детали прикладывается боковое наклоняющее усилие. И вот отсюда надо исследовать :)

Проблема в том, как статично поджать "УЭ" до начала исследования (грубо говоря, затянутая гайка силы не прикладывает, а реагирует на давление со стороны "УЭ" и если в результате перемещения болта сжатие "УЭ" уменьшится до 0, то и гайка давить перестанет).

Важна именно внешняя картина деформации и диаграмма напряжений "УЭ".

Сильно не бить :)

Изменено 1 июня 2012 пользователем Юнкер

[ccc44 53]

Апну, пожалуй.

1. Есть вариант, как значение "твердость по Шору" реального образца занести в свойства эластичного материала исследуемой модели?

2. Голову сломал, не могу понять, как можно смоделировать предсжатие "Упругих Элементов". Дело в том, что исследовать надо поведение уже предсжатых образцов. Деталь крепится вертикально к горизонтальной опоре болтом с гайкой через 2 "УЭ" с обеих сторон опоры. Болт затягивается и оба "УЭ" деформируются. После приложения нагрузки (сверху) верхний "УЭ" получает большую нагрузку и деформацию, а нижний "УЭ" разгружается в зависимости от нагрузки сверху. После этого к детали прикладывается боковое наклоняющее усилие. И вот отсюда надо исследовать :)

Проблема в том, как статично поджать "УЭ" до начала исследования (грубо говоря, затянутая гайка силы не прикладывает, а реагирует на давление со стороны "УЭ" и если в результате перемещения болта сжатие "УЭ" уменьшится до 0, то и гайка давить перестанет).

Важна именно внешняя картина деформации и диаграмма напряжений "УЭ".

Сильно не бить :)

1. В SW Simulation твердость по Шору непосредственно не введешь. Необходим модуль упругости. В свойствах современных драйфлексов обычно приводится его значение, соответствующее определенной твердости. Если деформации небольшие (менее 100%) можно считать лиейную задачу, если больше - необходимо учитывать зависимость модуля от деформации, т.е. считать нелинейную задачу (нелинейный упругий) и вводить кривую материала.

2. В SW Simulation преднапряжение учесть невозможно. Вы можете посчитать преднапряжение (затяжку гайки) и посмотреть напряженное состояние. Приложить основную нагрузку в этом исследовании Вы уже не сможете. Необходимо новое исследование. Импортировать в него предыдущее поле напряжений по-моему нельзя (может я ошибаюсь). Нужен другой пакет. Например, ANSYS.

[Юнкер 0]

Спасибо.