Расчет на удельную прочность Рамы Мотоцикла

[Николай Филин 1]

Доброго времени суток Господа Инженеры, столкнулись с такой проблемной. Нам нужно рассчитать на удельную прочность раму в изоляции в  трехколесного мотоцикла. Силы мы прикладываем к Вилке крепления руля, по вертикали или оси Z мы должны приложить силу в "3g" Bump Load, по продольной оси или ось X мы задаем "1g" Forward Braking Load. Закрепляем мы раму в изоляции в местах крепления рамы к задней подвески в четырех точках. Полная масса 1000 кг, на переднею вилку нам предлагают использовать массу 500 кг. Силу рассчитывали из формулы " Bump Load 3g = 3 * 500 * 10 = 15000 Ньютон, " Forward Braking Load 1g = 1 * 500 * 10 = 5000 Ньютон.  Мы рассчитывали в Nastran Sol 101 статический анализ, но значения стресса в местах закрепления очень велики в сотни раз больше. Можете подсказать правильно мы выбрали анализ, правильно задаем силу при том что сама рама весит до 100 кг а силу мы задаем из расчета общей массы мотоцикла? Очень нуждаемся в Вашей поддержке, заморочила нас эта рама.

[AlexKaz 1 851]

@Николай Филин , прикрепите сообщением чертёж рамы или её аналога и схему нагрузок, также не помешает литература, откуда Вами взят пример расчёта с величинами нагрузок. На выходных могу прикинуть результаты и посмотреть почему напряжения высоки.

Картинки из NASTRAN не помешали бы, если не секретная конструкция.

З.Ы. Я предлагал народу на форумах reaa.ru и buggy-plans.ru считать рамы и подвески авто (было несколько расчётов в практике), отклик в принципе нулевой. Считаю в WolsinkFramework, не NASTRAN конечно, но для рам прикидки можно посмотреть.

Изменено 14 апреля 2017 пользователем AlexKaz

[kolo666 255]

4 часа назад, Николай Филин сказал:

но значения стресса в местах закрепления очень велики в сотни раз больше.

ну опять началось..

[kolo666 255]

 

5 часов назад, Николай Филин сказал:

Закрепляем мы раму в изоляции в местах крепления рамы к задней подвески в четырех точках.

еще и по всем степеням небось крепите?

[Николай Филин 1]

Выглядит сам мотоцикл примерно так.

[Николай Филин 1]

Рама имеет форму на картинке. По поводу документации у нас ничего нет. Я вам все написав что нам известно. Вы можете объяснить как обычно рассчитываю модель при  3g Bump Load + 1g Forward Braking Load на предел прочности, может мы делаем все неправильно? Закрепляем мы модель в местах соединения подрамника на салентблоки 1246, в местах крепления амортизаторов 2345. В отчетах предыдущей модели все нормально отработано, но модели нет и нет связи с человеком. Можете нам описать алгоритм данного анализа. Может солвер не тот, или нагрузка?

[AlexKaz 1 851]

Если в расчёте модель трёхмерная, то необходимо ввести шарниры в узлах B и освободить углы в них.

 

Изменено 14 апреля 2017 пользователем AlexKaz

[Николай Филин 1]

17 минут назад, AlexKaz сказал:

Если в расчёте модель трёхмерная, то необходимо ввести шарниры в узлах B и освободить углы в них.

 

В точек А мы прикладываем силу по Z 15000 H а по X 5000 Н, если мы закрепим Z перемешенные, что будет с силой 15 000 Н?

[AlexKaz 1 851]

Тогда неудивительны огромные напряжения в закреплениях. Момент=сила * плечо = 15000 * ~ 1.5 Н*м, горы свернуть можно.

Я бы добавил на моём рисунке к расчётной схеме в центре масс мотоцикла сосредоточенную массу=500 кг. Как это делается в NASTRAN - не знаю. Затем задал бы ускорение по z=3g. Моментов в шарнирах не будет, получите более реалистичные напряжения.

 

Или второй вариант - приложите 15кН силой в центре тяжести мотоцикла, или раскидайте несколько сил по ближайшим точкам рамы, чтобы в сумме они давали 15кН.

[kolo666 255]

 

Mesh -> Geometry -> Point

P.S. С размерностью внимательно, если не в SI работаете

1 час назад, Николай Филин сказал:

Может солвер не тот, или нагрузка?

Модель в студию для начала, с "солвером" то все в поряде)

[JAR 28]

Модель, лучше в bdf, можно в личку.

[Николай Филин 1]

Я извеняюсь за перерыв.

В 4/14/2017 в 17:33, AlexKaz сказал:

Тогда неудивительны огромные напряжения в закреплениях. Момент=сила * плечо = 15000 * ~ 1.5 Н*м, горы свернуть можно.

Я бы добавил на моём рисунке к расчётной схеме в центре масс мотоцикла сосредоточенную массу=500 кг. Как это делается в NASTRAN - не знаю. Затем задал бы ускорение по z=3g. Моментов в шарнирах не будет, получите более реалистичные напряжения.

 

Или второй вариант - приложите 15кН силой в центре тяжести мотоцикла, или раскидайте несколько сил по ближайшим точкам рамы, чтобы в сумме они давали 15кН.

С массой у нас есть загвозка, SOL 101 которым мы проводили расчет не учитывает массу, мы добовляли не было изменений.

Хотелось бы узнать стандартные способы расчета прочности рамы, напишите пожалуйста буду очень рад.

Модель отправить не могу, прошу меня извенить.

Помогите люди добрые, не самому плохому человеку.

[AlexKaz 1 851]

2 часа назад, Николай Филин сказал:

не учитывает массу

Приложите силу F=3*g*m=3*10*1000=30кН в центре масс рамы, более точный расчёт Вам не потребуется.

[Николай Филин 1]

1 час назад, AlexKaz сказал:

Приложите силу F=3*g*m=3*10*1000=30кН в центре масс рамы, более точный расчёт Вам не потребуется.

Как смоделировать приложение силы к центру масс? RBE2 на шел элементах достатосно? Как закрепить модель?

Есть в этом и одно но, сила в предыдущей модели была предожена к вилке крепления руля и SPC в местах крепления аммортизаторов и сплентблоков.

 

Как же можно победить, ведь скоро такой прекраный день 9 мая, всех с наступающим.

 

** Удельная прочность

Изменено 4 мая 2017 пользователем Николай Филин

[_Mark 6]

Ну или как вариант, подвески простенькие - сделать MBS модель и определить нагрузки во всех точках крепления подвесок к раме, в Настране  использовать опцию inertia relief для 101 решения.

[kolo666 255]

7 часов назад, Николай Филин сказал:

мы добовляли не было изменений

прям совсем совсем без изменений? Body Load то задали?

4 часа назад, Николай Филин сказал:

RBE2 на шел элементах достатосно

RBE2 добавит жесткость в модель, так что не советую. Грубо говоря Ваш шел по которому вы пустите Spider будет абсолютно жестким. Используйте интерполяционный элемент RBE3, там есть кнопочка Convert to, idependent узлы по всем кроме вращения (это кстати важно), dependent можно по одной (направление силы, или точечную массу)

7 часов назад, Николай Филин сказал:

Модель отправить не могу, прошу меня извенить.

Тогда скриншот, иначе Вам ничем не помогут

И освободите же концы по вращательным степеням! Перезакрепляете модель свою..

Изменено 4 мая 2017 пользователем kolo666

[Николай Филин 1]

Господа инжинеры, а что насчет стандартных методов подобных расчетов? Кто встречасла с подобным?

 

В 5/4/2017 в 15:24, _Mark сказал:

 

Ну или как вариант, подвески простенькие - сделать MBS модель и определить нагрузки во всех точках крепления подвесок к раме, в Настране  использовать опцию inertia relief для 101 решения.

 

Мы собрали заднию подвеску но это результатов не дало, значения удельной нагрузки упали значительно но все равно они высоки. Как вы предлагаете использовать inertial relief, как нам закрепить модель? Что это даст?

В 5/4/2017 в 18:18, kolo666 сказал:

прям совсем совсем без изменений? Body Load то задали?

Body Load что вы имеете в виду? Массу добавляли результаты остались такими же.

 

В 5/4/2017 в 18:18, kolo666 сказал:

BE2 добавит жесткость в модель

С Вами согласен, у нас модель в местах сварки вся сделана через RBE2, мы из меняли на SHELL элементы разница была менее 1%, в данном расчете это незначительно.

В 5/4/2017 в 18:18, kolo666 сказал:

Тогда скриншот, иначе Вам ничем не помогут

И освободите же концы по вращательным степеням! Перезакрепляете модель свою..

Я Вас понимаю, но данными я не могу распростронять это желание заказчика. Если можно подтолкнуть нас на путь истины.

Изменено 8 мая 2017 пользователем Николай Филин

[Николай Филин 1]

В 5/4/2017 в 18:18, kolo666 сказал:

И освободите же концы по вращательным степеням! Перезакрепляете модель свою..

Что делать с закреплениями по перемещению?

[_Mark 6]

Решение задач динамики средствами MSC/NASTRAN Копанев Д.Б.

11. Опция inertia relief

11.1 Общие замечания

В обычной практике статических решений inertia relief не используется (default).

Пользователи, не исследующие специальные проблемы, связанные с учетом

инерционных нагрузок, могут быть не знакомы с этой опцией без ущерба в полу-

чаемых результатах.

Использование inertia relief в различных статических решениях (SOLs 24, 91,

101) различно. Данное руководство применимо только для решения 101.

Статический анализ использует конечноэлементный метод, базирующийся на

предположении, что модель не содержит механизмов и не может передвигаться как

твердое тело. Если одно из этих условий не соблюдается, матрица жесткости

модели становится сингулярной, что обычно сигнализируется UWM_4698. Резуль-

татом является либо фатальное завершение на этапе разложения матрицы, либо не

имеющий смысла результат для модели в целом или ее части. Однако, реализован-

ный в MSC/NASTRAN метод inertia relief позволяет рассчитывать незакрепленные

или не полностью закрепленные конструкции.

Простое понятие об inertia relief следующее: Масса анализируемой конструк-

ции используется в алгоритме для порождения инерционных сил, сопротивляющих-

ся неуравновешенным приложенным нагрузкам. Что в приближении приводит

конструкцию к статическому равновесию, хоть она и не закреплена. Примерами

могут служить движение летательного аппарата по орбите, самолета в установив-

шемся развороте или пикировании... Т.е. во всех случаях мы имеем дело со статиче-

ски уравновешенными конструкциями, хотя эти конструкции не закреплены и

имеют возможность перемещаться как твердое тело.

Опция inertia relief активизируется параметром PARAM,INREL,-1

Кроме этого, в секции Bulk Data должна быть обеспечена запись SUPORT.

Для незакрепленной структуры запись SUPORT должна содержать список из

шести независимых степеней свободы, определяющих возможность движения

структуры как твердого тела. Наиболее простое представление об этом следующее:

Если закрепить описанные в SUPORT степени свободы, то структура не должна при

этом иметь возможность перемещаться как твердое тело. Если хотя бы одно

возможное движение конструкции как твердого тела не описано, дальнейший

расчет не имеет смысла.

Основные идеи метода inertia relief:

1. Автоматическое приложение к анализируемой конструкции дополнитель-

ных ускорений для балансировки приложенных неуравновешенных нагрузок. После

этого структура находится в статическом равновесии (сумма всех приложенных

нагрузок равна численному нулю). Однако, поскольку конструкция не закреплена,

перемещения твердого тела все еще возможны.

2. (Смысл записи SUPORT) Перемещения в направлениях, описанных в SUPORT,

принимаются равными нулю. При этом обеспечивается движение всех узлов

модели по отношению к ним. Термин ”ссылочные” степени свободы в inertia relief

NASTRAN обозначает степени свободы, описанные в записи SUPORT.

3. Решение получается относительно ссылочных степеней свободы (т.е. полу-

чаются перемещения, которые вы бы видели, если бы находились в системе

координат, связанной с ссылочными узлами). Таким образом, если например

некоторый узел КЭМ со своими 6-ю степенями свободы описан в записи SUPORT,

то в output-распечатке перемещений перемещения этого узла будут нулевыми, а

перемещения всех остальных узлов модели будут вычислены по отношению к этому

узлу. Деформации (и соответственно напряжения) при этом, очевидно, не зависят от

системы координат. И являются инвариантными к выбору ссылочных узлов при

получении корректного решения.

[Николай Филин 1]

48 минут назад, _Mark сказал:

 

Решение задач динамики средствами MSC/NASTRAN Копанев Д.Б.

 

Как быть с SPC? Все остаеться также? Можете показать простой пример мастер дэка по данному случаю, если конечно это не сложно.