Jump to content
dimkasat

Определение напряжений при неполном контакте зубьев

Recommended Posts

dimkasat

Здравствуйте!

Решаю задачу определения изгибных и контактных напряжений в зубьях зубчатой передачи при неполном контакте зубьев в SolidWorks Simulations. Непоный контакт моделировал непараллельностью торцевых поверхностей колеса и шестерни. Сопряжение - угол между поверхностями, совпадение точки рабочей поверхности и грани зубьев пары. Т.е. контакт - точка. Сетка совместная построена ,интерференции нет. Нагрузка - момент на шестерни

Проблема: при попытке произвести расчет при любых малых нагрузках - решатель сообщает о больших и нереалистичных перемещениях и вырубается. Флажок "большие перемещения" - не помагает!

Как Вы думаете, в чем проблема? Подозреваю, что опроблема в бесконечно малой первоначальной площади поверхности контакта - это точка! Это наверное приводит к бесконечн обольшим напряжением и т.д. Алгоритм решения simulations не знаю, поэтому подтвердить догадку не могу...может кто подскажет.

Вариант - сопряч зубья по предварительно созданным малым поверхностям контакта (своего рода начальное пятно контакта) путем среза части профиля зуба, но не хотнлось бы....хочется, чтобы площадка считалась сама

Edited by dimkasat

Share this post


Link to post
Share on other sites


soklakov

Улетает модель скорее из-за некорректных закреплений. Сопряжения сопряжениями, но они только позиционирует детали в пространстве. А про закрепления Вы что-то ничего не сказали. Ну а когда зарепите, тогда уже начнется пляска с точечным контактом.

Не слабую задачку Вы выбрали для начала освоения CAE.

Share this post


Link to post
Share on other sites
dimkasat

Зуб - цель закрепил у основы сектора (циллиндрическая поверхность) неподвижной геометрией, отсеченную боковые плоскости - тоже. Зуб источник - копия зуба цели: основание - неподвижный шарнир....Нагрузка - момент на грани зуба источника, в качестве направления - циллиндрическая поверхность основания

post-34045-1363645361_thumb.jpg

Я ранее контактной задачей в многослойных балках занимался, пробовал классические решенные точно задачи теории упругости считать (такие как контакт двух циллиндров, шар - поверхность и т.д.) Вроде выходило, т.к. теоретические предпосылки из теории упругости знал. И сейчас моя интуиция мне подсказывает, что правильней то с площадки начать, т.к.:

1. такая площадка точно существует, т.к. кривизна поверхностей неидеальна;

2. начальная форма и площадь контакта (в разумных пределах) не играет особого рояля

Но уж очень большое искушение получить пятно контакта автоматически!

Как Вы думаете, с точки может считать контакт? Может из-за 0-го ее размера усилия бесконечно большие и следоательно перемещения тоже?

Share this post


Link to post
Share on other sites
dimkasat

Спасибо, soklakov, хоть дело было не совсем в креплениях, но Вы меня навели на новые мысли и рсчет пошел!!!

Дело было в том, что глобальный контакт не срабатывал автоматически...пришлось делать набор точка-поверхность, трение и в advanced выбрать node to surface

post-34045-1363685291_thumb.jpg

Только вот оба зуба пришлось фиксировать у основания, иначе опять большие перемещения...

Share this post


Link to post
Share on other sites
soklakov

Только вот оба зуба пришлось фиксировать у основания, иначе опять большие перемещения...

А говорите, не совсем в креплениях))

Оба основания фиксировать не совсем корректно. Если на мягком нагружении разваливается, попробуйте жесткое (перемещением), оно постабильней обычно. А силу тогда вообще убирайте.

На счет формирования пятна контакта: задача Герца - классическая тестовая. Контакт может начинаться с точки, это не проблема. Проблема получить точное решение. Сетка дикая требуется, как правило. Solidworks тут не лучший инстурмент, но можно и им.

Share this post


Link to post
Share on other sites
ccc44

Проблема получить точное решение. Сетка дикая требуется, как правило. Solidworks тут не лучший инстурмент, но можно и им.

Проблема обсуждалась с топикстартером <noindex>более года назад</noindex>.

Share this post


Link to post
Share on other sites
dimkasat

А говорите, не совсем в креплениях))

Да уж...закреплять зубья не корректно. Вот использовал линейную динамику с fixed hinge с обоих сторон - сработало.

post-34045-1363730349_thumb.jpg

Видно, что помимо некорректного набора контактов ранее решение нестроилось именно вследствие больших перемещений. Динамический алгоритм увязывает изменение формы поверхности контакта и изменение направления контаткных сил что ли...

Share this post


Link to post
Share on other sites
ccc44

…Динамический алгоритм увязывает изменение формы поверхности контакта и изменение направления контаткных сил что ли...

Я в этом сильно сомневаюсь. По-моему SW Simulation на это не способен в принципе. Динамический модуль при постоянной нагрузке должен давать результат идентичный статике. Скорее всего, по-разному заданы контакты компонентов.

Share this post


Link to post
Share on other sites
soklakov
dimkasat , что такое линейная динамика в данном контексте?

Share this post


Link to post
Share on other sites
dimkasat

dimkasat , что такое линейная динамика в данном контексте?

имею ввиду тип исследования, в котором нагрузка прикладывается поэтапно в течение промежутка времени, который я задаю. Каким то образом - пока мне не понятным - это позволило:

1. обойти проблему больших перемещений

2. закрепить зубья шарниром с осью перпендикулярно плоскости колеса (см. рис)

Динамический модуль при постоянной нагрузке должен давать результат идентичный статике. Скорее всего, по-разному заданы контакты компонентов.

Статика вообще не давала результатов - расчет глох вследствие нереалистично больших перемещений (при шарниром закреплении колес) и давал некий результат при обоих жестко закрепленных зубьях у основания (зуб - источник контактировал с зубом-целью деформируясь под нагрузкой, что есть не правильно в данной задаче...но то был лишь первый шаг...)

По-моему SW Simulation на это не способен в принципе.

хм..еще раз респект!!! Действительно - статический расчет не работал с no penetration. С bounded пошел!!! Однако динамический расчет дал максимальное давление на зуб на 45% больше...разбираюсь с этим вопросом.. Edited by dimkasat

Share this post


Link to post
Share on other sites
Fedor

Надо закрепить одно из колес моделируя сопротивление не холостого хода передачи, а к другому прикладывать нагрузку. У Вас тонкий обод и разрушение изгиба пойдет по нему скорее всего, а не как обычно. Но Ваши краевые условия не позволят увидеть это. Логичнее у одного колеса сделать тонкий податливый слой моделирующий подшипник для того, чтобы увидеть как пойдут напряжения. Рождение и смерть элементов полезный механизм для того, чтобы увидеть куда пойдет трещина...

Контактные напряжения все-таки лучше посмотреть на задаче Герца. Константин Басов рассказывал на конференции когда-то, что при моделировании контакта хорошее совпадение с аналитикой по Герцу. И добавьте еще зубъев, чтобы видеть эффекты при изгибе между ними. При таком моделировании как у Вас будут влиять краевые условия непонятно как...

Share this post


Link to post
Share on other sites
ccc44

хм..еще раз респект!!! Действительно - статический расчет не работал с no penetration. С bounded пошел!!! Однако динамический расчет дал максимальное давление на зуб на 45% больше...разбираюсь с этим вопросом..

Какой Солид? Если не 13 - выложи файл.

Share this post


Link to post
Share on other sites
dimkasat

Какой Солид? Если не 13 - выложи файл.

12-й portable с rutracker

Share this post


Link to post
Share on other sites
dimkasat

:unsure: Кстати, ни у кого не завалялся ISO 6336-2:2006 Calculation of load capacity of spur and helical gears -- Part 2: Calculation of surface durability (pitting)?

Если есть - скиньте!

Share this post


Link to post
Share on other sites
AlexeyAll

в месте касания сетку надо иземльчить. 2D поставновка задачи для начала была бы неплохой проверкой.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.



  • Сообщения

    • Jesse
      это опять таки от конкретно вашей конструкции зависит. у вас относительно большие частоты и термоупругое демпфирование может проявляться. Но это наоборот увеличит демпф-е.  Вы же говорите испытания уже были и известно где был большой отклик. Так посмотрите у себя в модели какой собст форме соотв-ет отклик из испытаний. Там, значит, и будет малое демпф-е.
    • FOX88
      Так-то да, в разное демпфирование на разных частотах я давно хочу почитать и вникнуть, но пока руки не дошли, но в моем случае мне не очень понятно второй датчик у меня стоит в одной точке, фиксирует изменения по одной и той же оси, все стальное, не очень понимаю за счет чего в данном конкретном случае уменьшится демпфирование
    • Jesse
      там две опции - жёсткий и податл. В первом случае узлы на грани перемещаются как жёсткое целое, что может вызвать сингулярность в окрестности. Для второго варианта начиная с 19-й версии можно выбирать "степень жёсткости". В справке про это написано Вообще, то что @karachun предложил - это "ручной" эквивалент болтового соединения в солиде. С 20-й версии там кстати тоже можно выбирать уровень податливости для болт соединения. Гармонический анализ в СВ просчитывает отклик в первую очередь на резонансных частотах и вблизи; каждая собственная частота соответствует собственной форме, а собств. форма - своему особому деформированному виду конструкции. Отдельная форма может соответствовать изгибу стойки, связанной с фланцевым соединением, где демпфирование побольше; другая форма ассоциирована, например, прогибу тонкостенной оболочки, и там демпфирование не такое большое. То есть на разных частотах может быть разное демпфирование. Смекаете?
    • FOX88
      У меня немного другая проблема, на испытаниях вылезает очень большой ( больше насчтанного максимума на другой частоте) отклик там, где по моему расчету он есть, но не значителен, вот думаю в какую сторону копать, пока мысли про то что за счет податливости болтов отклик такой, хочется понять как делают другие и посмотреть что получится у меня    
    • nurtekeshow
      Когда проводил линейный анализ, кривую не использовал, указал только значение предела текучести. И солид не требует этой кривой при линейном анализе.  То есть получается в том месте материал стал пластичным, и это привело бы к разрыву диафрагмы, за минуту она совершает около 30 ходов.  В общем хз) может такое значение и должно получится) 
    • vasillevich68
      Да ладно, Вам. Мне, как не технологу, ясно - электроэрозией ...   P.S.  но возможно, будет немнОООООжко дороговато  @Shura762 , ради справедливости, надо сказать, что там все нормально. При масштабе 50:1 того, что видится, на самом деле нет
    • karachun
      В смысле стали больше, чем на кривой? Может тогда стоит экстраполировать ее дальше?
    • vad0000
      У Вас есть хоть основной манометр на станке?   Если да, сделайте три холостых гиба, например 100 мм, 1000 мм и 3200 мм. В нижней мертвой точке сделайте задержку 3 сек. Какие будут показания манометра?
    • nurtekeshow
      Напряжения превысили предел текучести в верхнем месте крепления, причем почти в 3 раза, деформации не помню, попозже посмотрю, как досчитается)
    • karachun
      А какие там получились напряжения и деформации?
×
×
  • Create New...