Analiza ramy MES

[Bogumil]

Widzę że wszyscy ostatnio nadają na tych samych falach .
Musze powiedzieć że ostatnio bawię się tym samym.
Ja robie tak że daje 5000N na sztyce wystającą z główki i 18000N na mocowanie dampera.
Przeliczyłem analityczne że takie siły pójdą w te miejsca jak walne z wieżowca na dwa koła.
Tak to wygląda u mnie: http://www.pinkbike.com/photo/12978400/
Przy takich siłach w moim projekcie naprężenie maksymalne to 280MPa.
Waga ramy z zawieszeniem i wszystkim śrubami, bez dampera to 3,3kg.
Oczywiście powinienem dać silę ciągnącą za łożysko wahacza ale jest tam tak gruby materiał, że nic to nie zmieniało dlatego daje sobie z tym spokój aby mi komp nie zamulał.

Jeżeli chodzi o optymalizacje przekroju to według mnie niema znaczenia jaką sile przyjmiemy do obliczeń.
Myślę że najważniejsze jest to aby naprężenie rozkładało się równomiernie w całej ramie (żeby była cała niebieska albo żółta czy czerwona), ewentualnie można postarać się zmniejszyć naprężenie przy spoinach.

[Sokół]

Myślę że najważniejsze jest to aby naprężenie rozkładało się równomiernie w całej ramie (żeby była cała niebieska albo żółta czy czerwona)

To ma sens przy włóknie węglowym (idea monokoku się na tym opiera), przy metalach masz spoiny, czyli karb na karbie

[Bogumil]

Dlatego napisałem "ewentualnie można postarać się zmniejszyć naprężenie przy spoinach".

Chociaż zależy od rodzaju aluminium i parametrów obróbki cieplnej oraz parametrów spawania.
Jeżeli nie będziesz miał podtopień i będziesz miał takie parametry starzenia, że utwardzisz maksymalnie strefę wtopienia, która jest newralgicznym miejscem, to SWC przeniesie tyle samo co materiał rodzimy.
Zwłaszcza jak temperatura przesycania będzie tak wielka że materiał rodzimy starci umocnienie zgniotem w 100%.

[Pisiont Tszy Grosze]

Jeżeli określamy materiał jako alu 6061 T6 to T6 jest technologią starzenia, ściśle określoną.

Można przyjąć wtedy że materiał (przy założeniu dobrze wykonanych spoin) jest praktycznie jednolity.

I właśnie nie chodzi o to, żeby cała była niebieska, tylko chodzi o to, żeby wyeliminować miejsca czerwone, albo mocno żółte.
W tych miejscach konstrukcja jest najsłabsza, a cała konstrukcja jest tak wytrzymała jak jej najsłabszy element.

[Bogumil]

No idealnie by było zrobić kształt który cały świeci się na czerwono lub na żółto albo niebiesko.
Wtedy wiadomo że w całej ramie są takie same naprężenia i nigdzie niema słabszego miejsca.
Jak pęknie to cała się rozleci, tylko zaprojektowanie takiej ramy jest mało realne.

Ale jeżeli chodzi o obróbkę T6 stopów aluminium to to nie do końca prawda że materiał wszędzie będzie miał taką samą wytrzymałość.
Właśnie robię badania na ten temat i staram się dobrać takie parametry obróbki aby to uzyskać.
Niestety nie możemy spawać 6061 używając 6061.
Ponadto brak przemiany alotropowej uniemożliwia nam przywrócenie drobnoziarnistości w SWC poprzez stosowanie obróbki cieplnej.
Co prawda wytrzymałość złącza jest tylko 10 lub 5% mniejsza i myślę że można to pominąć.

[Sokół]

Może ktoś ma pomysł bo mnie **** strzela
Dwie identyczne analizy statyczne w MESie SolidWorksa
Identyczne modele, wiązania, różnią siętylko wartości obciążeń
Jedna się liczy i daje wyniki, druga wywala błąd niewystarczającego utwierdzenia
NOSZ KURWA MAĆ

[MUSZEL]

Boguś, ja nie projektuje ramy tylko bawiłem się swoim modelem istniejącej i posiadanej przeze mnie Sody gdzie niegdzie wyszły mi głupoty, musiałem źle odzwierciedlić grubości ścianek, bo wyszło mi, że przy 3,5 kN na suporcie nie wytrzymie mi wahacz :P

Skala naprężeń (kolorki) wyskalowana do 0-270 MPa (Rm dla 6061 T6)

[MUSZEL]

Boguś, ja nie projektuje ramy tylko bawiłem się swoim modelem istniejącej i posiadanej przeze mnie Sody gdzie niegdzie wyszły mi głupoty, musiałem źle odzwierciedlić grubości ścianek, bo wyszło mi, że przy 3,5 kN na suporcie nie wytrzymie mi wahacz :P

Skala naprężeń (kolorki) wyskalowana do 0-270 MPa (Rm dla 6061 T6)

Jak będę miał chwilę więcej czasu muszę to lepiej ogarnąć, wyrzucić niepotrzebne elementy, bo narazie wrzuciłem całą ramę podzieloną na 4 części, z czego każda część to złożenie razem z pokrywkami łożysk itp. Zostawie same elementy ramy i tulejki. Chociaż na tulejach też głupoty wychodzą, bo zazwyczaj one coś ściskają i siła tarcia mocno trzyma element, a sama tuleja zbiera mniejsze obciążenia, a program traktuje je jako luźne - to tulejki dampera i oś od koła wysadziło mi w kosmos

Boguś, jak policzyłeś siłę działającą przy spadaniu z jakiejś tam wysokości? Szukałem wzorów, ale wszędzie musiałem założyć czas oddawania energii i wynik był mocno od tego uzależniony.

[mars]

Muszel wyrzuć z tej swojej symulacji w ogóle tłumienie bo ono zależne jest od prędkości. Bez tłumienia powinny wyjść Ci bliższe prawdy wyniki. I nie skaluj wyników do granicy plastyczności bo:
a) wytrzymałość zmęczeniowa dla tego alu wynosi kolo 100MPa (http://asm.matweb.com/search/SpecificMa ... m=MA6061t6)
b) to trochę januszownaie z wynikami, żeby obrazek był bardziej kolorowy.
c) nie oddaje to rzeczywistych naprężeń
Jakie Ci wychodzą wyniki bez skalowania? Jakich elementów używasz? Jak jest położona siatka/jaka wielkość elementów? Jaki model powierzchniowy czy bryłowy?

Sokół masz mechanizm, sprawdź warunki brzegowe, może masz wolne 2 translacje w tej samej osi, ewentualnie kontakty w sterówce itd.

Bogumił skąd wziąłeś swoje wartości sił? Jesteś pewny tych prawie 2 ton na mocowanie dampera? Myślisz, że jakiś damper wytrzymałby taki strzał?

[MUSZEL]

Muszel wyrzuć z tej swojej symulacji w ogóle tłumienie bo ono zależne jest od prędkości. Bez tłumienia powinny wyjść Ci bliższe prawdy wyniki. I nie skaluj wyników do granicy plastyczności bo:
a) wytrzymałość zmęczeniowa dla tego alu wynosi kolo 100MPa (http://asm.matweb.com/search/SpecificMa ... m=MA6061t6)
b) to trochę januszownaie z wynikami, żeby obrazek był bardziej kolorowy.
c) nie oddaje to rzeczywistych naprężeń
Jakie Ci wychodzą wyniki bez skalowania? Jakich elementów używasz? Jak jest położona siatka/jaka wielkość elementów? Jaki model powierzchniowy czy bryłowy?

Bez wyskalowania wychodziły bzdury, wszystko było tylko niebieskie, prócz tulejek dampera czy osi koła, gdzie wychodziły naprężenia rzędu 3 tys. MPa. Wyniki fałszowały mi właśnie tulejki dampera itp, tam wychodziły gigantyczne wartości i program skalował to wg nich. Ja wiem, że tam jest tarcie i rzeczywiście taka tulejka nie przenosi takich obciążeń jak śruba luźna, ale nie wiem czy mogę to gdzieś zarzucić programowi. Jak będzie mi się chciało na święta to wyrzuce wszystko co niepotrzebne i zrobie symulacje na samych podstawowych elementach ramy, nie będe wrzucał złożeń elementów. W tej chwili są tu wrzucone właśnie złożenia elementów. Samo narzucenie wszystkich wiązań obrotowych itp trochę schodzi. Można by dać symulacje jak chłopaki, ale ja chciałem się pobawić i uwzględnić też siły od zawiasów. Co do kolejnych pytań, to model bryłowy (nie konstrukcja spawana, więc spoin też nie uwzględnia). W ustawieniach siatki nie grzebałem bo nie bardzo tam jeszcze ogarniam. Możesz mi przybliżyć co to daje?

Generalnie traktuje to właśnie jako zabawę i by czegoś się nauczyć, a wrzucam by właśnie takie osoby jak Ty pokazały mi błędy

Ale tak się składa, że robiłem też screeny skalując do 100 MPa. Oto one:

Jak już wcześniej wspomniałem, musiałem coś skopać w wahaczu. No ale nie potne ramy by sprawdzić jaka tam jest grubość :P

[MUSZEL]

i współczynniki bezpieczeństwa:
(można wrzucać max 6 załączników, dlatego nowy post)

[Sokół]

Już sobie poradziłem, Simulation SolidWorksa nie bardzo lubi się z konstrukcjami spawanymi. Ale co się przez dwa dni owkurwiałem to moje.

[mars]

Co do nakładania siatki to jest to rozległy temat i wymaga dużo wiedzy o elementach i ich typach. Ogólnie zaleca się nakładanie siatek typu hexa i to 2 rzędu (paraboliczne). Elementy tetra nie są zalecane i ktoś kto zna się na tym nie używa tych elementów bo sprzyjają one powstawaniu naprężeń w węzłach znacząco wyższych od pozostałych. Co do ilości elementów robi się to tak, że na grubości przekroju daje się 2 warstwy ( tak jak na tym pedf'ie ale tu jest trochę namieszane niemniej jednak te warstwy widać http://wm.pollub.pl/files/65/attachment ... D4B192.pdf) i resztę wymiarów dobiera się tak aby elementy miały aspect ratio nie przekraczających 5 w przypadków hexy, w tetrze trochę mniej (https://deust.files.wordpress.com/2012/08/gambar-21.jpg) powyżej tej wartości analizy są do kosza. W twoim przypadku w ramie wyjdzie kilkaset tysięcy do kilku milionów elementów jeśli by to chcieć zrobić dobrze, gdzie w przypadku ramy i modelu powierzchniowym wyjdzie poniżej 100 tysięcy (przynajmniej tak mi to wychodziło).
Najprościej określić czy symulacja jest ok patrząc na wartości naprężeń uśrednione i maxymalne (powinno się dać ustawić gdzieś w wyświetlaniu wyników) jeśli różnica będzie mniejsza niż 1 MPa to jest już całkiem dobrze. Można też puścić kilka analiz z rożnymi rodzajami elementów i rożnymi ich wielkościami, jeśli wyniki będą zbiegały do pewnej wartości to analizy są ok. Natomiast jeśli wraz z zmniejszaniem siatki wyniki będą się rozbiegały do kosmicznych wartości to powinieneś zastanowić się nad zmiana geometrii/uproszczeniu geometrii/zmiany typu elementu itd.

Co do samych symulacji to wyrzuć wszystko, zostaw tylko ramę, wahacze i link, bo widziałem na jednym zdjęciu ze masz naprężenia nawet w uszczelnieniu łożyska.

[MUSZEL]

Co do nakładania siatki to jest to rozległy temat i wymaga dużo wiedzy o elementach i ich typach. Ogólnie zaleca się nakładanie siatek typu hexa i to 2 rzędu (paraboliczne). Elementy tetra nie są zalecane i ktoś kto zna się na tym nie używa tych elementów bo sprzyjają one powstawaniu naprężeń w węzłach znacząco wyższych od pozostałych. Co do ilości elementów robi się to tak, że na grubości przekroju daje się 2 warstwy ( tak jak na tym pedf'ie ale tu jest trochę namieszane niemniej jednak te warstwy widać http://wm.pollub.pl/files/65/attachment ... D4B192.pdf) i resztę wymiarów dobiera się tak aby elementy miały aspect ratio nie przekraczających 5 w przypadków hexy, w tetrze trochę mniej (https://deust.files.wordpress.com/2012/08/gambar-21.jpg) powyżej tej wartości analizy są do kosza. W twoim przypadku w ramie wyjdzie kilkaset tysięcy do kilku milionów elementów jeśli by to chcieć zrobić dobrze, gdzie w przypadku ramy i modelu powierzchniowym wyjdzie poniżej 100 tysięcy (przynajmniej tak mi to wychodziło).
Najprościej określić czy symulacja jest ok patrząc na wartości naprężeń uśrednione i maxymalne (powinno się dać ustawić gdzieś w wyświetlaniu wyników) jeśli różnica będzie mniejsza niż 1 MPa to jest już całkiem dobrze. Można też puścić kilka analiz z rożnymi rodzajami elementów i rożnymi ich wielkościami, jeśli wyniki będą zbiegały do pewnej wartości to analizy są ok. Natomiast jeśli wraz z zmniejszaniem siatki wyniki będą się rozbiegały do kosmicznych wartości to powinieneś zastanowić się nad zmiana geometrii/uproszczeniu geometrii/zmiany typu elementu itd.

Co do samych symulacji to wyrzuć wszystko, zostaw tylko ramę, wahacze i link, bo widziałem na jednym zdjęciu ze masz naprężenia nawet w uszczelnieniu łożyska.

dzięki wielkie za wskazówki! Na pewno się jeszcze pobawie
tak, właśnie wyszło mi naprężenie na pokrywie łożysk, śmieszne. Narazie chciałem się pobawić czy uda mi się to złożyć w analizie dynamicznej i eksportować wyniki z dynamiki do MESu - co mi się udało.

Zastanawiam się jeszcze - wywalić całkowicie wszystko, nawet osie, i tylko pokazać otwory elementów ramy jako połączenia, czy zostawić osie jako oddzielne elementy w analizie (nie jak teraz, jako zespół z kawałkiem ramy)? Zastanawiam się, czy będzie to miało jakiś wpływ na analizę - teoretycznie jak wrzucę bez osi, to program będzie myślał, że siła z wahacza przekazywana jest bezpośrednio na trójkąt. Nie wiem czy tak się nawet nie powinno zakładać, czy robi to jakąś różnicę?

[Sokół]

A nie możesz po prostu wyznaczyć sił w parach kinematycznych i obciążać pojedynczych elementów zamiast mielić ciągle całe złożenie?
I jeśli nie analizujesz drgań to analiza dynamiczna jest niepotrzebna, takie same dane uzyskasz z analizy statycznej odpowiednio zwiększając obciązenia
mars polecisz jakąś książkę z MESa? Będę miał co czytać w autobusie

[mars]

Co do książek do mesa to przede wszystkim wszystko O.C. Zienkiewicza ale one są po angielsku a polską wersje trudno jest gdziekolwiek dostać. Z bardziej przystępnych publikacji to np. to: http://www.dbc.wroc.pl/dlibra/docmetada ... ublication

Muszel wywal wszystko, w obciążeniach większości programów można wybrać obciążenie łożyskiem i to dość dobrze odpowiada rzeczywistości nie ma sensu robić tam osi itd. Cały MES opiera się na uproszczeniach tylko trzeba wiedzieć jak coś uprościć, żeby dobrze odwzorowywało rzeczywistość, jeśli to umiesz, znasz dobrze program i wiesz jaka funkcja na co wpływa jakie równania generuje to zarabiasz kupe kasy.

[Sokół]

Nie mam problemu z czytaniem po angielsku, obczaję

[MUSZEL]

A nie możesz po prostu wyznaczyć sił w parach kinematycznych i obciążać pojedynczych elementów zamiast mielić ciągle całe złożenie?
I jeśli nie analizujesz drgań to analiza dynamiczna jest niepotrzebna, takie same dane uzyskasz z analizy statycznej odpowiednio zwiększając obciązenia

co do analizy dynamicznej - masz rację, chciałem po prostu zobaczyć jak to działa co do par sił - można, ale chciałem uwzględnić wszystkie siły, również te powstające w okolicach połączeń z zawiasami. Bez eksportu ze złożenia (lub liczenia na kartce) nie masz pojęcia jakie co do wartości i zwrotu siły tam działają. Choć pewnie te siły są mniej ważne i nie wykluczone, że można je pomijać - brak mi tego rodzaju wiedzy praktycznej do jakiego stopnia wszystko się upraszcza.

Co do książek do mesa to przede wszystkim wszystko O.C. Zienkiewicza ale one są po angielsku a polską wersje trudno jest gdziekolwiek dostać. Z bardziej przystępnych publikacji to np. to: http://www.dbc.wroc.pl/dlibra/docmetada ... ublication

Muszel wywal wszystko, w obciążeniach większości programów można wybrać obciążenie łożyskiem i to dość dobrze odpowiada rzeczywistości nie ma sensu robić tam osi itd. Cały MES opiera się na uproszczeniach tylko trzeba wiedzieć jak coś uprościć, żeby dobrze odwzorowywało rzeczywistość, jeśli to umiesz, znasz dobrze program i wiesz jaka funkcja na co wpływa jakie równania generuje to zarabiasz kupe kasy.

Dzięki! Również poczytam troszke w wolnym czasie
Mam do Ciebie jeszcze jedno pytanie - bo widzę, że naprawdę ogarniasz temat. Powyższe słowa Sokoła dały mi do myślenia. Jak widzę, zarówno Sokół i Boguś sprawdzają trójkąt ramy bez obciążeń w okolicach zawiasów. Jestem ciekaw czy takie uproszczenie nie jest zbyt dużym uproszczeniem? Wiadomo, że są tam pewne siły, np. w okolicy suportu zazwyczaj skierowana do tyłu i w górę "wyrywając" mocowanie dolnego wahacza, itp, w zależności od konstrukcji ramy.

[Sokół]

O jakich obciążeniach w okolicach zawiasów mówisz?
Ja siły w węzłach swojej ramy policzyłem na kartce