Затяжка гаек или как убежать от резонанса

[Guterfreund 75]

Всем привет!

 

Возможно спрошу очевидные вещи, но все же...

 

Имеется стальной стержень длиной 1 метр, сечение - круг диаметром 20 мм.

 

С одной стороны стержень жестко зафиксирован, с другой стороны имеется точечная масса без выноса - 1 кг.

 

В такой постановке первая собственная частота составит 8.7 Гц.

 

Если со стороны точечной массы закрепить стержень к какому-либо жесткому основанию через пластину с болтами, создав бесконечно большое трение, то получим схему стержня с двумя жестко закрепленными концами и первой собственной частотой в плоскости основания 89.6 Гц.

 

Есть внешнее воздействие с частотой 8.7 Гц и есть задача найти минимальное усилие затяжки крепежных элементов пластины с созданием соответствующей силы трения, которое позволит стержню воспринять данное воздействие без резонанса.

 

Если принять бесконечно малое усилие затяжки и соответствующую малую силу трения, конец стержня с массой можно считать свободным, стержень откликается на воздействие с максимальной амплитудой. Если принять, бесконечно большое усилие затяжки и большую силу трения, конец с массой можно считать жестко закрепленным и стержень откликается на воздействие с минимальной амплитудой.

 

Как найти ту самую минимальную силу затяжки крепежа, которая позволит избежать резонанса?

 

Каким расчетом в ANSYS можно было бы подобрать искомую величину?

 

Спасибо!

[Борман 2 375]

5 минут назад, Guterfreund сказал:

Как найти ту самую минимальную силу затяжки крепежа, которая позволит избежать резонанса?

А что будет называться резонансом в случае правильной затяжки ?

В какую точку на линии "минимальный отклик" - "максимальный отклик" нужно попасть ?

[soklakov 1 475]

3 минуты назад, Guterfreund сказал:

Как найти ту самую минимальную силу затяжки крепежа, которая позволит избежать резонанса?

фантазирую.

сделать гармонику для воздействия 8,7 Гц и закрепления по обоим концам. это даст реакцию в "свободном" конце. ну, том, который должен был бы быть свободным, там где пластина с болтами, короче.

эта реакция должна быть меньше, чем k*N, где

k - коэффициент трения

N - усилие затяжки

то есть искомое N=F/k, где F реакция в гармонике.

хм?

8 минут назад, Борман сказал:

А что будет называться резонансом в случае правильной затяжки ?

соскочило с трения. а там уж как раз совпадение собственной и вынуждающей получится - вполне стандартное определение резонанса.

[Guterfreund 75]

34 минуты назад, Борман сказал:

А что будет называться резонансом в случае правильной затяжки ?

В какую точку на линии "минимальный отклик" - "максимальный отклик" нужно попасть ?

Увеличение амплитуды не более чем в два раза

35 минут назад, soklakov сказал:

фантазирую

Полностью совпало с моей фантазией...

36 минут назад, soklakov сказал:

соскочило с трения. а там уж как раз совпадение собственной и вынуждающей получится - вполне стандартное определение резонанса

не совсем, пики-то все-равно за счет трения движения будут сглажены...

[Guterfreund 75]

А если несколько усложнить и предположить, что во второй точке закрепления (у точечной массы) допустимы некоторые смещения, например, 1-2 мм. Это ведь позволит дополнительно снизить затяжку? Но гармонический анализ в таком случае уже не прокатит...

[AlexKaz 1 822]

1 час назад, Guterfreund сказал:

Как найти ту самую минимальную силу затяжки крепежа, которая позволит избежать резонанса?

Небольшой несмешной анекдот. "Занимался" у нас чувак три года спец.оснасткой для усталостных испытаний лопаток ГТУ. 3 года не мог попасть в формулку, которую ему научрук нарисовал на коленке за несколько минут. Три года мучил вибростенд (с периодом в год, чтобы не перенапрягаться). Спектры реальной оснастки с грузом за это время ни разу не совпали с формулкой научрука.

В итоге, буквально на днях наш техник взял эпоксидный? вроде клей, замешал с содой, и посадил болтовое соединение вибростенда и оснастки на эту смесь. Сверху полирнули доп.плитой и мощными болтами. И вуаля! Полное совпадение с формулкой.

Болтовое соединение оказалось настолько податливым, что частоты сбегали и появлялось сильное демпфирование.

Изменено 19 февраля 2020 пользователем AlexKaz

[Guterfreund 75]

5 минут назад, AlexKaz сказал:

Болтовое соединение оказалось настолько податливым, что частоты сбегали и появлялось сильное демпфирование.

Наверно речь идет о высокочастотном воздействии? У меня 30 Гц...

[Борман 2 375]

16 минут назад, AlexKaz сказал:

эпоксидный? вроде клей, замешал с содой,

Не.. соду любит цианокрилат. С содой отличная штука. Клеит пластиковые детские игрушки просто замечательно. Как камень становится.

[soklakov 1 475]

45 минут назад, Guterfreund сказал:

Но гармонический анализ в таком случае уже не прокатит...

transient всегда выручит. просто подороже.

31 минуту назад, AlexKaz сказал:

Болтовое соединение оказалось настолько податливым, что частоты сбегали и появлялось сильное демпфирование.

не спроста ведь в нормах пишут: если конструкция не сварная, а на болтах - бери демпфирование в два раза больше.