Высокие напряжения в цанге

[Jettro 0]

Доброго утра, уважаемые!

 

Считаю цанговый зажим. Гайка накручивается на саму цангу и деформирует наконечник, который зажимает щуп. Никак не могу понять, почему такие высокие напряжения возникают при расчете. Включены большие перемещения, схема нагружения и результат в прилепленных файлах. Схема упрощенная, вращение не задано, да и незачем его задавать я думаю. Детали латунные. Подскажите по схеме нагружения, где-то я что-то упустил?

[piden 2 874]

Сетку покажи. А то что-то в симметричной детали напряжения не очень симметричные...

Если требовалось оценить напряжения в цанге, то можно было не контактную задачу решать, а взять четверть или даже восьмую часть цанги и переместить кончик лепестка на заданную величину в радиальном направлении.

[ALF007 7]

Вы считаете в физически линейной постановке? Потому что если да(без диаграммы деформирования латуни) - то это упругие напряжения, которые в данной постановке будут высокими. А задачи с натягом в основном пластические.

Пока писал, ответ добавили. =) Да еще и сетка как причина.

[piden 2 874]

Just now, ALF007 said:

Потому что если да(без диаграммы деформирования латуни) - то это упругие напряжения, которые в данной постановке будут высокими. А задачи с натягом в основном пластические.

Обычно цанги и предназначены для работы в упругой области. Чтобы можно было их больше одного раза использовать 

[ALF007 7]

Только что, piden сказал:

Обычно цанги и предназначены для работы в упругой области. Чтобы можно было их больше одного раза использовать 

Да, но пластика все равно присутствует) После 10-20 зажимов думаю зажиматься гораздо проще будет=)

а в расчете такой задаче с крутыми геометрическими концентраторами - так и подавно. Поэтому и напряжения так растут. Так бы по факту кусочек ушел в пластику и в окружающей зоне таких космических напряжений не было.

[Jettro 0]

Вот такая

17 минут назад, ALF007 сказал:

Вы считаете в физически линейной постановке? Потому что если да(без диаграммы деформирования латуни) - то это упругие напряжения, которые в данной постановке будут высокими. А задачи с натягом в основном пластические.

Ну натяг не натяг, а там где проставлен диаметр по сути резьба. Только в расчете это не учитывается, так как незачем. Также натяга, как такового нет и на гранях наконечника, так как есть центральный зазор. Соответственно постановка линейная - деформация наконечника без пластики. Но по сути я вас понял, достаточно потекшей области чтобы основные напряжения упали.

Хм... а может быть все таки выставить зазор между гайкой и цангой там где диаметр? Условия контакта там -  поверхность+поверхность без трения

[Jettro 0]

29 минут назад, piden сказал:

Обычно цанги и предназначены для работы в упругой области. Чтобы можно было их больше одного раза использовать 

Да, она должна быть многоразовая.  И в дальнейшем хочу посчитать, какие напряжения она вызовет в зажимаемой детали, после нескольких циклов загружения.

[ALF007 7]

По мне так сетка крупная. Я бы измельчил в области радиуса разреза по крайней мере 4-5 элементов для параболических тетраэдров и 10-12 для линейных.

И на бортике после конуса тоже несколько элементов на сторону.

И нежелательно острые углы, особенно для линейных.  

А так вроде все норм.

Попробуйте. 

Симметрию не получится использовать?

[Jettro 0]

37 минут назад, piden сказал:

Если требовалось оценить напряжения в цанге, то можно было не контактную задачу решать, а взять четверть или даже восьмую часть цанги и переместить кончик лепестка на заданную величину в радиальном направлении.

Сразу не увидел, спасибо. Но думается напряжения в гайке тоже роль могут играть.

[ALF007 7]

По поводу пластики - она присутсвует в любой деформации. Даже в упругой области. Упругость - это упрощение, которое сделали для простоты расчетов. Сейчас меня яйцами будут кидать)))

[Jettro 0]

Только что, ALF007 сказал:

По мне так сетка крупная. Я бы измельчил в области радиуса разреза по крайней мере 4-5 элементов для параболических тетраэдров и 10-12 для линейных.

И на бортике после конуса тоже несколько элементов на сторону.

И нежелательно острые углы, особенно для линейных.  

А так вроде все норм.

Попробуйте. 

Симметрию не получится использовать?

Спасибо, сейчас попробую. А задача симметричная, грани я отметил на первом вложении. Вы ведь об этом?

[ALF007 7]

Да. Извините. Не разглядел=(.

[piden 2 874]

1 hour ago, Jettro said:

А задача симметричная, грани я отметил на первом вложении.

В этой цанге только 2 лепестка? Верхний и нижний?

[Jettro 0]

Да, только верхний и нижний

[piden 2 874]

2 minutes ago, Jettro said:

Да, только верхний и нижний

Это реальная конструкция или из головы / салфетки взята? Можете размеры привести. А, есть, не заметил)

Изменено 3 марта 2017 пользователем piden

[Jettro 0]

Реальная почти)) Принцип взят с железной)) Сейчас пробую играть с зазором и диаметром отверстия в гайке. Увеличить плотность элементов по ребрам что то не вышло толком.

[piden 2 874]

18 minutes ago, Jettro said:

 

Реальная почти)) Принцип взят с железной

 

Интересно, какой именно принцип? "Взять и зажать" или понимание того, каким будет распределение напряжений в цанге?

Здесь и без расчета понятно, что напряжения будут дикими и назад скорее всего цанга не разогнется) Если затянуть до упора пустую цангу.

 

Представьте и сравните распределение напряжений на этих вариантах:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

 

Изменено 3 марта 2017 пользователем piden

[Jettro 0]

18 минут назад, piden сказал:

Интересно, какой именно принцип? "Взять и зажать" или понимание того, каким будет распределение напряжений в цанге?

Здесь и без расчета понятно, что напряжения будут дикими и назад скорее всего цанга не разогнется) Если затянуть до упора пустую цангу.

 

Вариант с концентратором я уже считал, только с круглым))) Напряжения снизились, но опять же в пустой цанге были выше предела текучести. Спасибо огромное за термин "пустая цанга", это и есть основной момент. Во-первых меня же интересует распределение напряжений в зажимаемой детали, выше писал. Во-вторых в цанге, но пустая то не интересует как раз.

Теперь схема ясна расчетная - установить в цангу зажимаемую деталь и решать контактную задачу трех тел. 

[piden 2 874]

30 minutes ago, Jettro said:

Вариант с концентратором я уже считал, только с круглым)))

Имелось ввиду "с разгружающим вырезом"? Только здесь он работает не столько в качестве разгрузки концентратора. Он уменьшает момент сопротивления сечения. На тот же угол лепесток будет изгибаться с меньшими напряжениями. И при контакте с гайкой изменится характер взаимодействия..

 

Ведь нам не нужно столько материала для соединения лепестка с основным телом цанги. Лепестки могут быть даже отдельными телами, как в патроне дрели / станка. В цанге они соединены только для того, чтобы лепестки не потерялись. И для упрощения изготовления самой цанги.

 

 

Изменено 3 марта 2017 пользователем piden

[Jettro 0]

Сейчас запущу просчет с вырезом)) Интересно, можно ли им добиться допустимых напряжений в теле пустой цанги.