Перейти к публикации

Модальный анализ Демпфера коленчатого вала


Рекомендованные сообщения

Добрый день, Коллеги!!!


Есть задача - рассчитать частоту собственных колебаний Демпфера коленчатого вала (Демпфера крутильных колебаний). Данный узел состоит из двух деталей - фланца и венца, которые соединены с помощью резинового слоя. Фланец стальной, венец из чугуна. см. Рис.1. Для расчета использую ANSYS 17.0 (Workbench) Modal analysis using Mechanical APDL solver. Вся загвостка в резиновом слое. Задаю ему материал Neoprene Rubber из библиотеки материалов, затем дополняю св-ми (Модуль Юнга, Коэффициент Пуассона, коэффициент температурного расширения и т.д.), которые мне известны для данной резиновой смеси, в дальнешем чтобы соединить венец и фланец будут проводить процесс вулканизации. Далее накладываю ограничения - фиксирую центральное отв. В виде выходных данных выбираю смещение для каждой моды. Запускаю расчет, на выходе получаю частоту собственных колебаний на нужной моде меньше в разы, чем требуется по чертежу. Что необходимо добавить или что упускаю при расчете Демпфера коленчатого вала? И в принципе возможен ли частотный (модальный) анализ комбинированных сборочных единиц, в которые входит Сталь, Резина и Серый Чугун? Заранее благодарю за помощь!!!


post-55553-0-92181200-1469536378.jpg

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах


Может быть кто-то знает какие конкретно св-ва материала (резина) нужно задавать, чтобы вычислить собственные частоты?

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

св-ва материала (резина)

Есть каучук.  В 1-м приближении подойдёт. Вам нужны плотность, к-т Пуассона, м-ль Юнга.

 

 

на выходе получаю частоту собственных колебаний на нужной моде меньше в разы, чем требуется по чертежу

В разы - это насколько?

Чем подкреплён чертёж? Аналитическим расчётом или из практики/литературы? 

З.Ы. Мне кажется, или в сборке не хватает некоей крышки, удерживающей деталь из чугуна? Или прям всё так и работает слитно как на клею после "процесса вулканизации"?

post-43288-0-32622400-1469614427_thumb.png

post-43288-0-05864800-1469614431_thumb.png

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Запускаю расчет, на выходе получаю частоту собственных колебаний на нужной моде меньше в разы, чем требуется по чертежу.

Резина штука нелинейная. У Вас, возможно, имеется только начальный модуль упругости, а по факту резина оказывается жестче => частоты выше.

Но если в свойствах материала Вы уверены, то подумайте о закреплениях. Они в гораздо большей степени определяют результат.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Используют клей хемосил, венец из чугуна так и соединяется с фланцем с помощью резиновой смеси после вулканизации, данный демпфер стоит почти на всех отечественных авто, крепится с помощью гайки к коленчатому валу. Есть значение собственной частоты, которое получили опытным путем со стенда 480+-25Гц. При моделировании нужно получить аналогичные результаты

post-55553-0-86968100-1469628868.jpg

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Вырезать кубик из такой резины можете? И сжать. Построить F от dL.

 

При моделировании нужно получить аналогичные результаты
 

Поскольку модальный анализ все равно придется делать с линейной резиной, то задача, вероятно, сведется к определению "эффективного" модуля упругости резины.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

К сожалению на производстве нет такой установки, чтобы провести замеры. Прикладываю фото, интересует собственная частота колебаний, когда демпфер вращается. Известна скорость на стенде, когда замеряют частоту, от 380-540рад/с с шагом 80рад/с. Так же известно, что температура резинового слоя меняется от 22град. до 35град. Не вижу, где тут можно приложить силу тяжести.


Что-то явно не хватает. Когда проводили расчет в Autodesk Inventor, там была связь связано и пружина, в пружине закладывалась жесткость, с помощью нее получили нужный результат и при проверке других демпферов аналогичной конструкции, результаты сошлись с результатами полученными на стенде, т.е. там действует та схема, тут есть пружина, но она видимо совсем другую роль играет, что-то нужно добавить чтобы отрегулировать жесткость резины, что не пойму :g:  :g:  :g:

post-55553-0-84406100-1469630333_thumb.png

post-55553-0-47011200-1469630335_thumb.png

post-55553-0-57091600-1469630337_thumb.png

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

" Известна скорость на стенде, когда замеряют

частоту, от 380-540рад/с" То есть демпфер вращается с постоянной угловой скоростью? И пружинка в Inventor'e по всей видимости заменяет действие центростремительного ускорения?

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
что-то нужно добавить чтобы отрегулировать жесткость резины, что не пойму

Модуль упругости резины увеличьте.

Не вижу, где тут можно приложить силу тяжести.

В модальном анализе нет и не может быть нагрузок.

Зато можно выполнить преднапряженный модальный анализ и там учесть силу тяжести. Но в Вашем случае это вряд ли актуально.

Известна скорость на стенде, когда замеряют частоту, от 380-540рад/с с шагом 80рад/с.

Скорость чего? Вот тут бы поподробнее. 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Добрый день, да на стенде демпфер закреплен жестко на оси, как в реальных условиях. Вращение оси, а вместе с ним демпфера со скоростью 380-540 рад/с. Пружина задает жесткость связи венца и фланца, имитируя тем самым эластичный слой. Модуль Юнга меняли на 20МПа, для первого демпфера получилось требуемое значение, как на стенде, примерно 485Гц, а когда так же запускаю другой демпфер с аналогичной конструкцией, все так же задаю значение 548,41Гц, а это далеко от правды, у него д/б 480+-20Гц. Поэтому я прихожу к выводу что схема не работает, что-то надо еще добавить в свойствах резины, может жесткость как в инвенторе, но я ее не вижу. Еще вопрос - какой analysis Systems нужно использовать, чтобы задать скорость вращения и силу тяжести, как в реальных условиях, заранее благодарю!

post-55553-0-91261300-1469694399_thumb.png

post-55553-0-13692600-1469694404_thumb.png

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Если через эксперимент можно построить зависимость угла поворота от момента для резины в составе сборки, то её можно в принципе исключить заменив на нелинейный Combin39. Если и в этот раз модальный не даст правильный результат, то сделать переходной анализ и через Фурье определить частоты.

С переходным анализом и Фурье можно определить частоты при нелинейной модели резины, но будет считаться дольше и вред ли точнее чем с Combin39.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Что значит Combin39, что конкретно нужно нажать и где это находится?

В ANSYS работаю недавно, строго не судите. И что значит сделать переходный анализ Фурье?

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
чтобы задать скорость вращения

В модальном анализе есть нагрузка "rotational velocity" в разделе "inertial loads". Это выполнит в фоне статический расчет.  Хотя Вам пока без разницы, вспомните об этом позже.

А гравитация в Вашей задаче мало что изменит.


Модуль Юнга меняли на 20МПа, для первого демпфера получилось требуемое значение, как на стенде, примерно 485Гц, а когда так же запускаю другой демпфер с аналогичной конструкцией, все так же задаю значение 548,41Гц, а это далеко от правды, у него д/б 480+-20Гц.

Проект скинуть можете? 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Фото выше выложено. Похоже мало известно по таким деталям, в которых комбинированное соединение сталь-резина-чугун, хотя в автомобилях полно дет., где исп. резина. Не понимаю в чем проблема у меня((((

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
  • 2 недели спустя...

Добрый день, Коллеги!

Подскажите почему в Ansys, если я задаю скорость вращения в модальном анализе, узел только отклоняется на определенный угол, а не крутится как это на самом деле происходит. Проект смогу выложить чуть позже


Как заставить вращаться узел в модальном анализе? Или надо прорисовывать ось, подшипники и вал коленчатый, что скажите?

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Подскажите почему в Ansys, если я задаю скорость вращения в модальном анализе, узел
не крутится как это на самом деле происходит
 

Потому что скорость вращения прикладывается как объемная сила в предварительном статическом анализе.

Как заставить вращаться узел в модальном анализе?

Никак. Почитать, что такое модальный анализ.

Или надо прорисовывать ось, подшипники и вал коленчатый, что скажите?

А что Вам надо в конечном итоге? От этого и отталкивайтесь.  Вам картинки или собственные частоты? Шашечки или ехать?

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Dronm - можете подсказать литературу того о чем Вы писали, чтобы разобраться, может быть Вы дело советуете?


Необходимо получить рабочую схему нагрузок и закреплений, при которых я смогу определить частоту собственных колебаний узла, для демпфера любой конфигурации, как на стенде, т.е. проводить расчеты в программе, а потом их подтверждать на стенде, в дальнейшем вообще отказаться от стенда. Где можно прочитать про модальный анализ в ANSYS?

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

открываем ANSYS Help /Mechanical APDL/Element Reference/Element Library/COMBIN39  и смотрим.

Преобразование Фурье - https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%B5%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%A4%D1%83%D1%80%D1%8C%D0%B5

Через MPC свяжите вал с одним узлом COMBIN39 и так же с внешний вал с другим узлом COMBIN39 .  а в Сфвауь видно по призванию набирают, чудят безрукие.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете опубликовать сообщение сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, войдите в него для написания от своего имени.
Примечание: вашему сообщению потребуется утверждение модератора, прежде чем оно станет доступным.

Гость
Ответить в тему...

×   Вставлено в виде отформатированного текста.   Вставить в виде обычного текста

  Разрешено не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отобразить как ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставить изображения напрямую. Загрузите или вставьте изображения по ссылке.

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.




  • Сообщения

    • Fedor
      В строительстве взяли курс на то, чтобы проектировщик умел бы и считать на прочность и чертить . Для чего программы пишутся если ими не пользоваться ?  Механику деформируемых тел в той или иной форме почти все инженеры учат... :)    Логика прогресса. Сейчас и логарифмической линейкой мало кто умеет пользоваться.  :) А каменный топор и вовсе никто не сможет сделать окажись в лесу :) 
    • Sabadash
      Потестил разные варианты дуговой интерполяции, работает только в плоскости XY. Автосмена работает, коррекция длины тоже Единственное приходится смещать абсолютные координаты на высоту длины инструмента которым привязывалась система координат.     Следующее что хочу видеть от этого станка - обмер заготовки и привязка системы координат относительно механического "маячка" на рабочем поле, координаты которого будут изначально известны, и дальнейшее смещение системы координат детали коллинеарно оси вращения.  
    • roiman
      Вы серьёзно думаете, что в этой стране прочнисты нужны? Было по всей стране 3 выпускающих кафедры. В названии одной, моей родной, слово "прочность" теперь вообще не фигурирует. Оно в лучшие-то годы не нужно было. Как-то сидел, будучи аспирантом, 15 лет назад как консультант от кафедры на дне открытых дверей. Сижу рассказываю одному мальчику с мамой рядом, как у нас хорошо, и раз, мама выдаёт: "Ну, вы же понимаете, что ДПМ-щики работают кем угодно, но только не прочнистами? Я сама ДПМ заканчивала".   По теме. Попытки найти что-то на аутсорсе привели меня к факту, что специалисты как таковые не нужны. Нужны "колышки", чтобы дырки затыкать в производствах. Желательно, выполняющие десяток трудовых, смежных функций - конструктор-технолог-программист ЧПУ-подготовка производства-сертификация-физ.расчёты-работа  с подрядчиками-.... Или вообще просто, в наглую, "конструктор, чтобы наладить производство".   И, главное, чтобы рядом был. Неважно, что ищем 2-3-5 лет специалиста и производство стоит, рынок уходит.   Вот сейчас проблема, как я понимаю, с проектировщиками - КЖ, КМ и пр. С ними уже на всё согласны. 90% вакансий по удалёнке - для них. Чекайте - лет через 5-ть в производстве пластмассовых изделий будет аналогичный крах в специалистах. Десяток лет отдавали всё Китаю на подряды. Опыт проектирования остался не у многих, как к примеру у дедушки в соседней теме, а реального опыта вообще у предельно малого кол-ва людей. Открываю LinkedIn - там первые же ролики такого качества и сложности оснастки, что в текущих реалиях РФ вообще невозможно производить. Но предприятия "ломаются" как девочки. Нужно чтобы рядом был, сам переехал и пр. Хотя куда и что, а пресс-формы  - самая подходящая сфера для аутсорса. Китайский инженерам можно всю РФ на аутсорсе обслуживать. Местным - фиг.   Да, зачем далеко ходить. Ещё 10 лет назад мне моё родное, ныне обанкротившееся, предприятие, казалось просто отсталым болотом. Сейчас я вспоминаю его как фантастику. Те вещи, которые я делал ещё не так давно, теперь кажутся не просто невозможными, а просто НЕ НУЖНЫМИ.   Извините, накипело.
    • Nikomas
      Допилил таки пост на 3х осевой фрезерный Weida 850 со стойкой Sinumerik 808D. ;(WEIDA 850 postprocessor rev. 1.1 by Samokhin Aliaksei) ;T3 - TYPE:END MILL. DIAM:12.0 ID: G90 G17 G55 T3 M6 D1 G0 M3 S4155 X-45.405 Y-44.635 F735. M8 G0 X-45.405 Y-44.635 Z10 Z2 G1 Z-15.92 F12699 G3 X-45.656 Y-43.401 Z-16 I-1.615 J0.314 F735 ... G1 X49.785 Y1.447 G0 Z10 M5 M9 G0 SUPA Z0 G0 SUPA X-400 Y14 M30 %   Сверление - циклами @drill local numeric RTP RFP SDIS DP DPR FDEP FDPR DAM DTB DTS FRF MDEP VRT DTD DIS1 local integer VARI AXN ... if drill_type eq 0 ;G81 {nb, 'MCALL CYCLE81 (' RTP:'5.3(p)' ', ' RFP:'5.3(p)' ', ' SDIS:'5.3(p)' ', ' ' , ' DPR:'5.3(p)' ')'} endif ...  
    • Ninja
      И вот поэтому теперь, вместо этих галерей будут строить новые современные жилплощади по цене 760 тыс/мес в ипотеку! Прямо над заводами в центре Москвы! @Krusnik ЖК Бадаевский слыхал? ВооТ как надо! Жить в парящий домах на высоте 38 метров над землёй!     Внизу завод, да кокой завод! Пивоваренный завод!!! а на верху небожители, в самом центре! Лепота! И завод городу сохранили, нате вам Москвичи - идите работайте , и людям место для жизни - это те которые не работают     дополню: "Свой парк на 4 га – особая гордость проекта. Концепцией предусмотрено воссоздание настоящего русского леса. Там будут разбиты аллеи, клумбы, посажены красивые крупномеры, фруктовые деревья."   Вот как построят так мы и переедем, готовьтесь!  
    • maxx2000
    • Ninja
      @Krusnik ты москвич? Коренной? Похоже что нет! Понаехали, понимаешь... Москва такая большая, что местные и за всю жизнь не узнают что там и где...  Вот тебе навигатор, пользуйся. https://www.kp.ru/afisha/msk/obzory/moj-gorod/byvshie-zavody-i-fabriki-moskvy Потом отчёт сюда выкладывай ! Понял?  
    • Proalign
    • gudstartup
      значит до поворота не крутится если даже нет команды на ражим тогда это точно датчик зацепа вращ. инструмента или его цепь с релюшкой  если и в реф также тогда 100 проц. смотрите датчик
    • maxx2000
      принципиально как раз так же. NX строит развёртку поверхности, затем строит на ней текстуру, и сворачивает её обратно. И просто завёрнуто это в отдельный модуль. Единственное что NX делает, это по картинке поднимает рельеф без лишних построений. Делает он это точно также как и Рино.   Есть другое видео, с Горилой на фотоаппарате. При просмотре этих видео у меня всегда возникал вопрос, результат получается всегда сетка или в каком то случае твердотельная геометрия. 
×
×
  • Создать...