Harmonic Response - задание различных условий

[Almo 3]

16 часов назад, karachun сказал:

Да, если эти ускорения известны, можно задать через места где вибромоторы соединяются с лотком.

Подскажите, пожалуйста, как это сделать ? У меня при выборе Acceleration доступно только для всей сборки без указания "специфического" места приложения усилия.

Спойлер

 

 

16 часов назад, karachun сказал:

Но при этом конструкция войдет в резонанс, оно Вам надо? Сито буде вибрировать в любом случае но если оно будет работать в резонансе на одной из первых форм то долго оно не проживет. Вам надо убедиться что нет собственных частот совпадающих с частотой мотора, скорее всего 50 Гц.

Да, вы правы, спасибо. Я переосмыслил что написал и понял что это был бред ... 

Частота работы вибраторов 50Гц. В моем случае собственные частоты начинаются со 111,23 Гц, что в принципе далеко от рабочей частоты 111,23/50=2.22.

 

 

Из карты деформаций полученной после выполнения расчета в Harmonic Response при 50Гц я сделал вывод, что ANSYS изображает деформации системы при собственной частоте в 135,4Гц - mod3. 

- Как можно объяснить то, что ANSYS строит карту деформаций на основе mod 3, а не mode 1 или mod 2 которые намного ближе к значению в 50Гц?

  И в то же время, если построить карту деформаций для частоты в 150Гц, то она будет выглядеть таким же образом как и карта деформаций собственной частоты 148,15Гц - Mod 4

- Что если бы карта деформаций для 50Гц была построена на основе собственных частот модов 1 или 2 или 4 и тд.? Можно было бы в таком случае считать систему (конструкцию сита) рабочей? Или с технической точки зрения это не имеет значения так как ANSYS лишь показывает как будет деформироваться система при определенной частоте работы? 

Mod1

Спойлер

Mod 2

Спойлер

Mod 3

Спойлер

 

 

Total Deformations 50Hz

Спойлер

 

16 часов назад, karachun сказал:

Это формула для системы с одной степенью свободы (масса на пружине), здесь все будет сложнее, одну цифру на пальцах не прикинешь. Но так Вы вгоните систему в резонанс.

- Подскажите пожалуйста как заданные 2% реализовать физически? Энными словами как перевести эти 2% в коэффициент жесткости опоры\опор?

М.б. есть ссылка на какую-нибудь литературу ? От справки ANSYS ничего толком не получил... 

 

- Или же если пойти от обратного, если я заведомо знаю жесткость опор, могу ли я каким-то образом учесть их при расчете в Harmonic Response?

 

Спасибо!

Изменено 31 марта 2020 пользователем Almo

[karachun 2 038]

14 минут назад, Almo сказал:

Подскажите, пожалуйста, как это сделать ?

Это должно быть не в Internal (интернал это глобальные), а в других вкладках, там где задаются силы, давления и прочее. Я так с ходу не могу сказать где именно.

24 минуты назад, Almo сказал:

Из карты деформаций полученной после выполнения расчета в Harmonic Response при 50Гц я сделал вывод, что ANSYS изображает деформации системы при собственной частоте в 135,4Гц - мод1.

Вдалеке от первого резонанса результаты динамики близки к результатам статического анализа, прогоните статику увидите сами. Около резонансов уже будет деформироваться согласно ближайшей форме. И только если направление нагрузки и формы совпадают, если трясти поперек направления колебаний то конструкция особо не возбудиться.

29 минут назад, Almo сказал:

- Подскажите пожалуйста как заданные 2% реализовать физически? Энными словами как перевести эти 2% в коэффициент жесткости опоры\опор?

М.б. есть ссылка на какую-нибудь литературу ? От справки ANSYS ничего толком не получил... 

- Или же если пойти от обратного, если я заведомо знаю жесткость опор, могу ли я каким-то образом учесть их при расчете в Harmonic Response?

Здесь все напутано в кучу. Это разные вещи.

Есть жесткость. Если нужно учесть жесткость опоры то можно смоделировать опору пружиной с определенной жесткостью, по одной пружинке на точку крепления.

Есть демпфирование - мера с которой система рассеивает энергию. Есть общее демпфирование, оно относиться ко всей системе и задается в настройках анализа. Есть конкретное демпфирование у конкретной опоры, его тоже можно задать в свойствах пружинок из предыдущего пункта. Как работать с пружинками в ансисе я не знаю. Вроде как это элементы COMBIN14, но это не точно.

А теперь перейдем к тому что Вы тут понаписали.

19 часов назад, Almo сказал:

Я ознакомился с теорией Rayleigh damping и если я правильно все понял, то коэфициент B (бетта) это не то же самое что и упомянутый выше K !?

Нет, К это просто жесткость.

Те два процента, которые Вам задали это и есть ζi.

19 часов назад, Almo сказал:

 

19 часов назад, Almo сказал:

3. Исходя из значений собственных частот которые я нашел выше, я нашел Stiffness Factor K (N/m) который (как я полагаю) обеспечит работу системы в необходимом мне диапазоне собственных частот.

Так Вы же сами отказались от попыток вогнать систему в резонанс. Для сложной конструкции уже такой простой формулы не хватит. По сути ведь МКЭ решатель и находит для Вас собственные частоты на основе жесткостей и масс отдельных элементов. Эта формула позволяет качественно оценить изменения в частотах. Если сделать конструкцию жестче то я частоты растут, если добавить массы - то падают. Если наращивать сечения и толщины то растет и масса и жесткость и надо смотреть что растет быстрее. Так что никакой Stifness Factor находить и подгонять не надо, его нет, это просто жесткость конструкции и Вы ее можете описать только с помощью ансиса, разбив сито на несколько тысяч элементов.

[Almo 3]

2 часа назад, karachun сказал:

Здесь все напутано в кучу. Это разные вещи.

Есть жесткость. Если нужно учесть жесткость опоры то можно смоделировать опору пружиной с определенной жесткостью, по одной пружинке на точку крепления.

Есть демпфирование - мера с которой система рассеивает энергию. Есть общее демпфирование, оно относиться ко всей системе и задается в настройках анализа. Есть конкретное демпфирование у конкретной опоры, его тоже можно задать в свойствах пружинок из предыдущего пункта. Как работать с пружинками в ансисе я не знаю. Вроде как это элементы COMBIN14, но это не точно.

А теперь перейдем к тому что Вы тут понаписали.

Спасибо большое за разъяснение! 

Я сделал два расчета с и без демпфирования. Из графика видно что амплитуда стала значительно плавнее, и с увеличением частоты идет затухание.

Спойлер

 

 

 

К сожалению мне до сих пор не понятно за счет чего это происходит? Как в реальности "увидеть\пощупать" этот Damping Ratio который задается для всей системы?! 

Я бы был еще более признателен если бы вы мне на примере показали\объяснили это!

Или в данном случае речь идет о физических (демпфирующих) свойствах материала как такового?! Коэффициент демпфирования которого принято задавать для расчета как 1-2%?!

 

Спасибо!

 

Изменено 31 марта 2020 пользователем Almo

[soklakov 1 475]

21 час назад, karachun сказал:

Но при этом конструкция войдет в резонанс, оно Вам надо?

виброобобрудование часто работает на резонансе. это энергоэффективно. минимум усилий, максимум вибрации.

5 часов назад, Almo сказал:

Энными словами как перевести эти 2% в коэффициент жесткости опоры\опор?

до тех пор, пока Вы путаете жесткость и демпфирование - закройте ансис.

2 часа назад, Almo сказал:

Или в данном случае речь идет о физических (демпфирующих) свойствах материала как такового?! Коэффициент демпфирования которого принято задавать для расчета как 1-2%?!

ага, потери на внутреннее трение.

[karachun 2 038]

2 часа назад, Almo сказал:

Я сделал два расчета с и без демпфирования. Из графика видно что амплитуда стала значительно плавнее, и с увеличением частоты идет затухание.

Похоже не на амплитуду а на фазу

Вот как выглядит амплитуда здорового человека, пики должны быть вокруг собственных частот. Вы по ходу не в то окно смотрите, амплитуду оно Вам не даст.

Для такого расчета обычно берут больше точек вокруг резонансных частот, при этом на удалении много точек не нужно - там ничего не происходит (даже на картинке это видно). За это отвечает опция Cluster results

В 11.10.2019 в 13:49, soklakov сказал:

еще один вариант помимо указанного: выполнять расчет методом суперпозиици форм. тогда в настройках есть вариант cluster results->yes, который делает ровно нужное - уплотняет решение в частотной области вокруг собственных частот.

или можно поиграться с запрашиваемыми частотами в Harmonic Response можно задать список частот, сам список можно подготовить в екселе если до этого посчитали собственные частоты. Семь точек в пределах +/- от резонанса обычно достаточно.

2 часа назад, Almo сказал:

К сожалению мне до сих пор не понятно за счет чего это происходит? Как в реальности "увидеть\пощупать" этот Damping Ratio который задается для всей системы?! 

Я бы был еще более признателен если бы вы мне на примере показали\объяснили это!

Или в данном случае речь идет о физических (демпфирующих) свойствах материала как такового?! Коэффициент демпфирования которого принято задавать для расчета как 1-2%?!

Это демпфирование складывается из множества компонент. И это демпфирование распределено по всей конструкции условно равномерно. Часть энергии рассеивается внутри материала, но эта часть значительна у резины или чего-то похожего, для стальной конструкции демпфирование внутри материала составляет едва ли одну десятую от ζi, которое Вы задаете в Ансисе. Основная часть демпфирования это рассеивание энергии уходящее на трение в местах соединений. Если конструкция на болтах или заклепках и они разболтались и трущиеся от вибрации поверхности ржавые и шероховатые то демпфирование будет высоким, если конструкция очень точная, все соединено сваркой то тереться нечему и демпфирование будет не очень.

Обычно к-т демпфирования находится в пределах от 1% (двутавровая балка из прокатного стана без соединений вообще) до 10% (клепанная, "дышащая" конструкция). Еще часть демпфирования появляется от трения об воздух (совсем понты) или воду (уже намного лучше, собственные частоты корпуса судна без учета воды правильно не посчитать), то что трясется в сите тоже добавит демпфирования.

Обычно для начала принимают 2-3%, если оно не известно. И тут возникает самая главная проблема.

Пощупать его за компьютером не удастся. Это слишком комплексная величина чтобы можно было сидя за компьютером сказать "берем 3%. этого хватит".

Скорее всего 2-3% будут близки к истине. Но если надо точно его задать то единственный вариант это виброиспытания - засунуть деталь на стенд и трясти. Потом сравниваем найденный отклик с тем что насчитали в МКЭ с разными уровнями демпфирования, где амплитуда (и частота!!!, без приемлемого совпадения по частотам дальше делать нечего) совпадет то демпфирование и выбираем.

Так что для расчета берите 2% и не парьтесь.

...

...

...

Ладно, у меня все равно много свободного времени так что еще поделюсь знаниями.

Как это демпфирование определяется? Для системы с одной степенью свободы можно найти к-т критического вязкоупругого демпфирования C_crit.

k - жосткость, m - масса. Это не ζi, этот к-т имеет размерность в отличии от дзетты которая безразмерная. Критическое демпфирование это такое демпфирование, при котором конструкция вообще не будет колебаться, как будь-то она закопана в песок и любое движение сразу же переходит в тепло от трения между песчинками.

Но это гипотетическое демпфирование, обычно у конструкции демпфирование C меньше критического. И вот тут появляется дзетта.

Это отношение демпфирования в конструкции к критическому. Это и есть Damping Ratio, которое вводится настройках анализа и оно распространяется на всю конструкцию. Важно !!! Если использовать прямой метод то вместо Damping Ratio будет Structural Damping Ratio, Structural Damping Ratio обозначается буквой G.

G = 2 * ζ, зачем придумали еще один коэффициент - так надо.

ζ - Damping Ratio

G - Structural Damping Ratio

У специальных виброопор может быть свое демпфирование, которое обычно намного больше 2-3%, они же для демпфирования и созданы. Такие опоры ставят под станки прочие вибрирующие штуки, через них конструкция соединяется с фундаментом. Эти опоры надо моделировать отдельно, теми же пружинками. Combin14. Демпфирование опоры не переходит на всю конструкцию - это свойство конкретной опоры, которое задается уже в свойствах элемента. Берется оно из паспорта на опору или ГОСТа. Может быть и ζ и С - надо смотреть на размерность.

Почитайте про систему с одной степенью свободы или Single DOF System по-английски. Все зависимости и выводы можно потом применять и к Вашему ситу и к более сложным системам.

http://people.duke.edu/~hpgavin/cee541/SimpleOscillators.pdf

14 минут назад, soklakov сказал:

до тех пор, пока Вы путаете жесткость и демпфирование - закройте ансис.

10 из 10

16 минут назад, soklakov сказал:

виброобобрудование часто работает на резонансе. это энергоэффективно. минимум усилий, максимум вибрации.

Не знал, хотя и догадывался. Тогда это меняет дело - если в этом и состоит задача то надо перепроектировать конструкцию - оптимизировать по частотам а потом проверять на долговечность. Будет весело.

Изменено 31 марта 2020 пользователем karachun

[soklakov 1 475]

38 минут назад, karachun сказал:

Не знал, хотя и догадывался. Тогда это меняет дело - если в этом и состоит задача то надо перепроектировать конструкцию - оптимизировать по частотам а потом проверять на долговечность.

тут ТС обозначил задачу - резонанса избежать. так что, по идее, задача так и стоит.

но знакомые горняки сначала рекомендуют подобрать эффективный режим грохочения в Rocky, отталкиваясь от дисперсности просеиваемой руды. это даст какие-то частоты, которые потом придется реализовать, а тут уже на входе заданы 50 Гц. это какая-то другая задача.

к слову, дисбаланс (а именно он в такой машине выступает нагрузкой, как правило) удобно задавать с помощью rotating force, ну а для тех времен, когда такой штуки не было, в гармонике можно прикладывать силу из двух компонент: fx=f*cos(a), fy=f*sin(a)

[karachun 2 038]

2 минуты назад, soklakov сказал:

когда такой штуки не было, в гармонике можно прикладывать силу из двух компонент: fx=f*cos(a), fy=f*sin(a)

Я в Femap задаю две перпендикулярные силы со сдвигом по фазе на 90 градусов.

[soklakov 1 475]

17 минут назад, karachun сказал:

Я в Femap задаю две перпендикулярные силы со сдвигом по фазе на 90 градусов.

так это оно и есть. sin(a)=cos(90-a)

[FOX88 8]

В 31.03.2020 в 23:44, karachun сказал:

Похоже не на амплитуду а на фазу

Вот как выглядит амплитуда здорового человека, пики должны быть вокруг собственных частот. Вы по ходу не в то окно смотрите, амплитуду оно Вам не даст.

Для такого расчета обычно берут больше точек вокруг резонансных частот, при этом на удалении много точек не нужно - там ничего не происходит (даже на картинке это видно). За это отвечает опция Cluster results

или можно поиграться с запрашиваемыми частотами в Harmonic Response можно задать список частот, сам список можно подготовить в екселе если до этого посчитали собственные частоты. Семь точек в пределах +/- от резонанса обычно достаточно.

Это демпфирование складывается из множества компонент. И это демпфирование распределено по всей конструкции условно равномерно. Часть энергии рассеивается внутри материала, но эта часть значительна у резины или чего-то похожего, для стальной конструкции демпфирование внутри материала составляет едва ли одну десятую от ζi, которое Вы задаете в Ансисе. Основная часть демпфирования это рассеивание энергии уходящее на трение в местах соединений. Если конструкция на болтах или заклепках и они разболтались и трущиеся от вибрации поверхности ржавые и шероховатые то демпфирование будет высоким, если конструкция очень точная, все соединено сваркой то тереться нечему и демпфирование будет не очень.

Обычно к-т демпфирования находится в пределах от 1% (двутавровая балка из прокатного стана без соединений вообще) до 10% (клепанная, "дышащая" конструкция). Еще часть демпфирования появляется от трения об воздух (совсем понты) или воду (уже намного лучше, собственные частоты корпуса судна без учета воды правильно не посчитать), то что трясется в сите тоже добавит демпфирования.

Обычно для начала принимают 2-3%, если оно не известно. И тут возникает самая главная проблема.

Пощупать его за компьютером не удастся. Это слишком комплексная величина чтобы можно было сидя за компьютером сказать "берем 3%. этого хватит".

Скорее всего 2-3% будут близки к истине. Но если надо точно его задать то единственный вариант это виброиспытания - засунуть деталь на стенд и трясти. Потом сравниваем найденный отклик с тем что насчитали в МКЭ с разными уровнями демпфирования, где амплитуда (и частота!!!, без приемлемого совпадения по частотам дальше делать нечего) совпадет то демпфирование и выбираем.

Так что для расчета берите 2% и не парьтесь.

...

...

...

Ладно, у меня все равно много свободного времени так что еще поделюсь знаниями.

Как это демпфирование определяется? Для системы с одной степенью свободы можно найти к-т критического вязкоупругого демпфирования C_crit.

k - жосткость, m - масса. Это не ζi, этот к-т имеет размерность в отличии от дзетты которая безразмерная. Критическое демпфирование это такое демпфирование, при котором конструкция вообще не будет колебаться, как будь-то она закопана в песок и любое движение сразу же переходит в тепло от трения между песчинками.

Но это гипотетическое демпфирование, обычно у конструкции демпфирование C меньше критического. И вот тут появляется дзетта.

Это отношение демпфирования в конструкции к критическому. Это и есть Damping Ratio, которое вводится настройках анализа и оно распространяется на всю конструкцию. Важно !!! Если использовать прямой метод то вместо Damping Ratio будет Structural Damping Ratio, Structural Damping Ratio обозначается буквой G.

G = 2 * ζ, зачем придумали еще один коэффициент - так надо.

ζ - Damping Ratio

G - Structural Damping Ratio

У специальных виброопор может быть свое демпфирование, которое обычно намного больше 2-3%, они же для демпфирования и созданы. Такие опоры ставят под станки прочие вибрирующие штуки, через них конструкция соединяется с фундаментом. Эти опоры надо моделировать отдельно, теми же пружинками. Combin14. Демпфирование опоры не переходит на всю конструкцию - это свойство конкретной опоры, которое задается уже в свойствах элемента. Берется оно из паспорта на опору или ГОСТа. Может быть и ζ и С - надо смотреть на размерность.

Почитайте про систему с одной степенью свободы или Single DOF System по-английски. Все зависимости и выводы можно потом применять и к Вашему ситу и к более сложным системам.

http://people.duke.edu/~hpgavin/cee541/SimpleOscillators.pdf

10 из 10

Не знал, хотя и догадывался. Тогда это меняет дело - если в этом и состоит задача то надо перепроектировать конструкцию - оптимизировать по частотам а потом проверять на долговечность. Будет весело.

Большое Вам спасибо, за то что делитесь.

Пользуясь случаем спрошу не поделится ли кто s-n кривой для алюминия ( в идеале амг6 и д16) уперлась в нее на усталостных расчетах ( хочу для себя понимать ресурс) то что строит солид на основе кривых стали не внушает мне доверия, в кривых в материале из ansysa еще толком не разобралась, там вроде какая -то другая то ли размерность то ли еще что, буду очень благодарна

[karachun 2 038]

1 час назад, FOX88 сказал:

Большое Вам спасибо, за то что делитесь.

Незачто.

1 час назад, FOX88 сказал:

Пользуясь случаем спрошу не поделится ли кто s-n кривой для алюминия

Таких данных у меня нет но для АМг6 гугл выдал целый ГОСТ с расчетными кривыми усталости. по д16 тоже есть материалы.

1 час назад, FOX88 сказал:

там вроде какая -то другая то ли размерность то ли еще что

Может там график в двойной логарифмической шкале?

[FOX88 8]

Стыдно признаться, видимо я как-то не так гуглила, по словам * гост, кривая усталости* все выдало, спасибо

 

В ansys нижняя шкала cycles ( log10)

 

 

 

[karachun 2 038]

1 час назад, FOX88 сказал:

* гост, кривая усталости*

Я у гугла спрашивал "АМг6 кривая усталости", и вторая ссылка в выдаче была на ГОСТ Р 52857.6-2007. По "Д16 кривая усталости" в первой же ссылке идут отрывки из Карлашов А.В. Коррозионно-усталостная прочность бурильных труб из алюминиевых сплавов.

1 час назад, FOX88 сказал:

В ansys нижняя шкала cycles ( log10)

Но это только настройка отображения. Входные данные идут в циклах и Паскалях.

Изменено 24 апреля 2020 пользователем karachun

[FOX88 8]

Я до этого искала * кривая веллера амг6* и *кривая s-n* не знаю, может у меня помутнение какое было, но графика с цифрами я не видела :) пришла к выводу что придется учебники штудировать)

[karachun 2 038]

3 часа назад, FOX88 сказал:

* кривая веллера амг6* и *кривая s-n*

Кривую Веллера редко называют кривой Веллера)

"s-n кривая" это скорее новомодная фраза, пришедшая из МКЭ пакетов и англоязычных учебников.

Устоявшееся название именно "кривая усталости".

Изменено 24 апреля 2020 пользователем karachun

[Graf Kim 217]

В 24.04.2020 в 18:56, karachun сказал:

Кривую Веллера редко называют кривой Веллера)

"s-n кривая" это скорее новомодная фраза, пришедшая из МКЭ пакетов и англоязычных учебников.

Устоявшееся название именно "кривая усталости".

Ну такоэ.

 

Спойлер

 

 

 

 

 

[karachun 2 038]

@Graf Kim Ну в официальной русскоязычной литературе кривую усталости называют S-N кривой не часто. На Западе наоборот S-N curve это стандартное название.

Изменено 26 апреля 2020 пользователем karachun

[soklakov 1 475]

В 26.04.2020 в 22:58, karachun сказал:

 

может еще одну буковку в фамилию? 

[karachun 2 038]

Да, затупил. Но даже Веллер не в таком почете как кривая усталости.

[FOX88 8]

Уважаемые коллеги, подскажите пожалуйста как правильно задавать  болтовые крепления в расчете на гармонические колебания? Как делаете вы? Обходитесь зафиксированной геометрией в отверстиях под болты или моделируете болты отдельными телами и фиксируете их? И болтовые соединения в модели между деталями тоже отдельными телами?чтобы жесткость максимально походила на то, что получим при эксперименте? ( Я, правда, считаю в solid) но чтобы не плодить темы спрошу тут

Изменено 5 июня 2020 пользователем FOX88

[Борман 2 375]

8 минут назад, FOX88 сказал:

Уважаемые коллеги, подскажите пожалуйста как правильно задавать  болтовые крепления в расчете на гармонические колебания

Какой у вас диапазон частот ?