Определение напряжений коленчатого вала в момент резонанса.

[AlexKaz 1 822]

Вы под жёсткими телами имеете в виду часть коленвала - колена, в которых практически отсутствуют сдвиговые деформации при кручении и изгибе? А пружины растяжения-сжатия соответственно стоят на месте шатунов, пружины кручения соединяют колена? И собственные частоты двигателя ищут на спектрограмме с помощью обратного преобразованием Фурье всех перемещений коленвала с присоединёнными через шатуны массами поршней?

Что при квазижёстких телах, что при нормальном модуле Юнга основные частоты должны определяться жесткостями пружин. Считайте как Вам удобнее, делов то - поменять константу.

Амплитудно-частотную характеристику (спектр перемещений точки) можно увидеть где-то в результатах анализа (вроде как Response PSD results).

[imt 59]

Если следовать методике по книге Гоца А.Н., то под жесткими телами он имеет в виду моторные массы (самого коленвала, шатунов, поршней и т.п.)

 

 

Моторные массы - это в том числе поступательно движущиеся детали, масса которых усредняется за один оборот двигателя

 

Крутящий момент на одном колене вала раскладывается по гармоникам:

 

 

Изменено 14 января 2018 пользователем imt

[imt 59]

Определяются критические гармоники:

 

Вычисляется амплитуда/напряжения вынужденных колебаний на критической частоте.

Напряжения сравниваются с допустимыми.

 

Теперь как это в ANSYS переложить:

1. Коленвал, наверное, все-таки настоящий, упругий.

2. Никаких пружин, поршней, шатунов и пр. Только сосредоточенные моторные массы.

3. Методика Гоца дает 5% расхождения с экспериментом. Он коленвал считает только крутильными пружинами, значит разрешенные степени свободы - только вращение? Надо потестировать ...

4. Здесь понятнее (для меня) смотрится гармонический анализ.

 

А подскажите, как крутящий момент пересчитать в нагрузку для спектрального анализа?

Изменено 14 января 2018 пользователем imt

[AlexKaz 1 822]

42 минуты назад, imt сказал:

значит разрешенные степени свободы - только вращение?

С чего-то схема Гоца на приведённой картинке напоминает схему с дисками на гибком валу из курса динамики, но чёт не знаю даже, похожая картинка попадается и в расчётах турбин. Жёсткости на кручение, моменты инерции... В схеме вообще нет шарнирных соединений, все элементы жёстко соединены?

Если у Гоца всё жёстко соединено - есть вариант моделить всё чисто пружинами и массами (одни продольные, другие работают на кручение - в ANSYS они есть), а есть вариант сформировать модель скелета балочными элементами, при условии что известны все геометрические характеристики. У балок 6 степеней свободы в узле. Пусть ось х направлена вдоль вала. Вал закрепляете по x, y, z, присоединённые массы закрепляете по x чтобы не болтались вдоль оси. В какой-нибудь точке вала прикладывается постоянный/переменный момент, врубаете переходной анализ.

Если брать балочную модель с подробностями - я бы моделил весь вал как кривую из балочных элементов, указывал все геометрические характеристики сечений, шарнирами бы сцеплял вал с шатунами, который также был бы балочным элементом. Далее фиксировал перемещения в подшипниках вала ux=uy=uz=0, и останутся свободными вращательные степени для определения крутящего и изгибающих моментов. Узлы присоединённых масс поршней должны обладать единственной степенью свободы по вертикали например. Далее прикладываю какой-то момент к маховику и врубаю transient. Всё крутится-вертится.

42 минуты назад, imt сказал:

как крутящий момент пересчитать в нагрузку для спектрального анализа?

Не знаю, но у нас есть великий и ужасный Хэлп =)

Изменено 14 января 2018 пользователем AlexKaz

[imt 59]

Реализации расчетной схемы могут быть разными - это понятно.

Схема у Гоца без шарниров - только крутильные пружины и моторные массы.

Кстати, если говорить о жестких массах и пружинах, то в R15.0.7 должно быть хотя бы одно упругое тело, иначе даже модальный анализ не проходит.

 

Балки очень не информативны. Все-таки, коленвал хочется иметь солидом. 

 

С Transient 'ом картинка красивая. Но очень много вопросов - громоздко; не факт, что выйдете на резонанс.

Поищу картинки с результатами торсиографирования - экспериментальные данные крутильных колебаний двигателя.

Если попытаться получить такое с Transient'ом. Будет, как минимум, громоздко и долго.

[soklakov 1 475]

20 часов назад, imt сказал:

то в R15.0.7 должно быть хотя бы одно упругое тело, иначе даже модальный анализ не проходит.

О_о, а Вы в курсе, что на днях R19 выйдет? Вы, наверное, даже не представляете, сколько всего нового пришло за четыре версии?

 

В 11.01.2018 в 22:03, imt сказал:

а вот сделать расчетную схему крутильных колебаний с жесткими телами в лоб, наверное, не получиться (надо что-то придумывать).

Я не помню, что там было в R15, но, возможно, действительно были какие-то сложности. Хотя, вряд ли. Жесткие тела были чуть ли не в R13.

В любом случае, ставьте новую версию и работайте в свое удовольствие.

23 часа назад, imt сказал:

Если следовать методике по книге Гоца А.Н.

@imt , я так понимаю Вы давно и много роторную динамику.

Что скажете, кто круче: Гоц или Ариэль?

 

[piden 2 874]

1 hour ago, soklakov said:

О_о, а Вы в курсе, что на днях R19 выйдет?

 

Пиратский уже вышел   

RC, судя по всему..

[imt 59]

2 часа назад, soklakov сказал:

Вы в курсе, что на днях R19 выйдет?

Это актуально для тех, у кого есть техподдержка.

Есть R17.1. Но R15.0.7, по-моему, - получилась сбалансированной (под наши задачи), я ей верю.

2 часа назад, soklakov сказал:

Жесткие тела были чуть ли не в R13.

Верно, но с одними жесткими телами не работает, нужно хотя бы одно упругое.

2 часа назад, soklakov сказал:

Вы давно и много роторную динамику

Не давно. По мере поступления, так сказать :) ...

Хотелось бы больше, но для этого у заказчика ломается недостаточное количество коленчатых валов :)

2 часа назад, soklakov сказал:

кто круче: Гоц или Ариэль?

Все-таки у роторной динамики своя специфика. Нам бы чего попроще ...

 

 

К вопросу о Transient.

Это критическая 12-ая гармоника 4-х цилиндрового двигателя.

Насколько помню, Хелп рекомендует на один период колебаний  ≈20 точек.

Для 4-х цилиндров оборота два (минимум) нужно, наверное? Еще на раскачку системы.

Что-то много получается...

 

Изменено 15 января 2018 пользователем imt

[AlexKaz 1 822]

Смотря чем считать, если в трёхмере моделить, то действительно тяжеловато. А в случае балок-пружинок шаг dt=1/(363.6*20) не такой уж и большой для переходного процесса. Тут на форуме ставят и  нано-пикосекунды для контактных задач, т.к. сходимость в динамике у них отвратительная.

[imt 59]

Согласен. Если бы в динамике двигателей кого-то интересовали переходные процессы, то балки-пружинки хороший вариант для Transient.

Насколько знаю, в динамике турбин к переходным процессам особое внимание (вспоминая аварию на Саяно-Шушенской ГЭС)

Изменено 15 января 2018 пользователем imt

[soklakov 1 475]

14 часа назад, imt сказал:

Хотелось бы больше, но для этого у заказчика ломается недостаточное количество коленчатых валов :)

Это многое объясняет) Спасибо

[soklakov 1 475]

15 часов назад, piden сказал:

Пиратский уже вышел

Скрытый текст

 

Номер билда(file version) не подскажете? Интересно насколько цифры с релизом отличаться будут.

А то я совсем забыл, где искать пиратский ansys.

 

 

[piden 2 874]

23 minutes ago, soklakov said:

Интересно насколько цифры с релизом отличаться будут.

Мне тоже.. Вот уже всю ночь и утро качается