Analiza ramy MES

[MUSZEL]

Witajcie!

A więc bawię się swoim modelem ramy NS Soda FR, który wymodelowałem z dość dużą dokładnością i starannością w Autodesk Inventor Professional. Chcę wrzucić ją w MES'a programowego (nie zewnętrznego), ale mam pare rozkmin. Generalnie próbuję zasymulować obciążenia na ramie przy delikatnym dobiciu w pewnych narzuconych warunkach.

Zasymulowałem sprężynę 500 lbs, czyli z kalkulatora TFT dla osoby 100 kg, mniejszym skoku ramy (6") i sagu w stronę FR (28%). Przeliczając na jednostki SI, wyszła mi twardość około ~ 90 N/mm. Dalej, narzuciłem sobie działanie jednej siły pionowej na środku osi tylnego koła tak, by doprowadzić do dobicia ramy, i by nadmiar siły po dobiciu nie był zbyt duży (na podstawie testów - tak, jak gdyby nie było "kontaktu" w damperze, ugiąłby się jeszcze ~1 mm więcej, po uruchomieniu kontaktów jest więc dość delikatne puk i niewielki wzrost siły na reszcie części). Stworzyłem sobie prostą symulacje dynamiczną i ścieżkę ugięć jak podczas jakiejś tam jazdy w terenie (Fot 1).



Symulacja:
https://www.youtube.com/watch?v=Kqe18dR ... e=youtu.be

Tu pierwsze co mnie zdziwiło - do dobicia ramy z tymi warunkami potrzeba aż 4000 N, czyli 400 kg siły. Dobra, jakaś tam symulacja mi wyszła Przerzuciłem siły z najbardziej obciążonego momentu do MESu. i coś tam mam.

Ale chciałbym urealnić całość. W taj chwili symulacja zakładała nieruchomość przedniego trójkąta i oddziaływanie siłą na środku osi. Chciałbym dorzucić jeszcze silę działającą na główkę wzdłuż jej osi (jak w przypadku amortyzaotra), ale szczerze powiedziawszy nie wiem ile można realnie tam rzucić. Kolejne 4000 N wydają mi się absurdalne. Chcę również narzucić oczywiście siłę przeciwną na suporcie (waga rowerzysty x jakieś tam przyspieszenie generujące siłę), która powinna przynajmniej teoretycznie być sumą dwóch poprzednich sił (no prawie, bo na główkę siła działa pod kątem i trzeba by ją na składowe rozdzielić).

Mam jeszcze jeden problem. Domyślnie muszę w programie narzucić nieruchomą powierzchnię. Wcześniej miałem nieruchomy cały przedni trójkąt, teraz muszę się na coś zdecydować - nie może być to główka (bo chcę tam przyłożyć siłę), ani suport (bo tu też chcę ją przyłożyć). Może unieruchomić ramę za płaszczyznę na końcu rury podsiodłowej tuż przy zacisku? Albo jakąś powierzchnię wewnątrz któregoś zawiasu?

Bawił się już ktoś czymś takim? Może jakieś wskazówki?

"Projekt" robie wyłącznie dla siebie - żeby nie było, że coś na uczelnie itp

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

[Pisiont Tszy Grosze]

Z tego co się orientowałem kiedyś jak budowałem model Summuma w Solidworksie to znalazłem info, że symuluje się dla sił 1500-2000N czyli jakieś 75-100kg dla 2G przeciążenia przy pionowym uderzeniu.

No i te 2-3 współczynnika bezpieczeństwa trzeba uzyskać.

Gdybyś chciał podzielić się modelem (oczywiście ty masz wszelkie prawa do niego) to chętnie porównałbym wyniki MESów z Solidworksem

EDIT;

Wieczorem poruszę głębiej temat

[MUSZEL]

z modelem nie ma problemu, tyle, że jest tam w cholerę dużo elementów, bo w ramie jest każda śrubka itp
a, i pewnie musiałbym zapisać wszystko w .stp :P

co do siły, też tak mi się kojarzy, tylko jak wyjaśnić 4000 N które są mi potrzebne do dobicia zawiechy dla sprężyny dla ludka 100 kg?

[Sokół]

Po pierwsze to dużo sobie utrudniasz mesując całe złożenie
Wyznacz sobie siły działające na poszczególne elementy i analizuj je pojedynczo
Modelowanie sprężyny też nie ma sensu

4000N do dobicia zawieszenia wydaje mi się dużo za dużo, w moim przypadku jest to niecałe 2kN

Jeśli chodzi o utwierdzenie przedniego trójkąta to zamodeluj sobie uproszczony widelec i współpracującą z nim oś koła. Utwierdzenie w miejscu osi przedniego koła powinno być przesuwne w płaszczyźnie poziomej i umożliwiać obrót wokół osi normalnej do płaszczyzny pionowej

[MUSZEL]

generalnie "mesuje" części pojedynczo, bo nawet Inventor nie pozwala na całego złożenia (przynajmniej w ten sposób). Symulacje dynamiczną zrobiłem, by mieć rozkład sił i momentów na wszystkich osiach i elementach po zadaniu jednej siły na oś koła - sporo ułatwia. Potem eksportuje dane ze złożenia i "mesuje" każdy element z osobna.

Czyli mówisz, by dorobić amor i związać za oś? A jakby utwierdzić oś tylnego koła, dać siłę od góry na oś suportu i siłę równoważącą na główkę? Zda to egzamin?

Co do siły na dobicie - nie widzę nigdzie błędu logicznego i przeliczeniowego, więc... nie wiem gdzie jakikolwiek błąd, ale też wydaje mi się dużo.

[Sokół]

Ogólnie to dużo łatwiej byłoby Ci to robić w SolidWorksie
W moim przypadku obciążenie i utwierdzenie przedniego trójkąta wyglądało w ten sposób

[MUSZEL]

nie mam i nie lubię SW

który kolor czym jest?

[Sokół]

Fioletowy obciążenia, zielony podpory
W punkcie ubrotu utwierdzenie umożliwiające tylko i wyłącznie obrót wokół jego osi
W punkcie mocowania dampera umocowanie oczka blokujące ruch w kierunku osi otworu i podpora przesuwna wzdłóż ramy dla osi, oś może się obracać w "widelcu"
Obciążenie na suporcie od masy ridera, tak samo na "kierownicy" no i w oczku obciążenie od reakcji sprężyny dampera

[MUSZEL]

wiązania wstawiają mi się "same" po odpowiednim zdefiniowaniu wiązań obrotowych i łańcuchów kinematycznych w złożeniu symulacji dynamicznej, także spoko. Siły i momenty też wstawiają się potem same na połączeniach, dzięki powyższym.
Zrobię więc "amortyzatorek" i dorzucę do główki, tylną oś zwiąże na stałe a przednią z płaszczyzną.
(o ile gdzieś wcześniej jest błąd - pisz)

Powiedz mi jeszcze tylko... dawałeś siłę na suporcie i od kierownicy. Czyli założyłeś pewien rozkład masy ridera - pewną część masy dałeś na suport, a pewną na kiere. Jaki to rozkład, mniej więcej w %?

[Sokół]

40% na przednią oś, 60% na tylną

[mars]

Kiedyś robiłem podobne symulacje w adamsie i wychodziły wyniki nawet sensowne tylko to nie jest zdecydowanie program 'user-friendly'. Można sobie siły w zawieszeniu wyznaczyć wykreślnie z całkiem niezłym przybliżeniem bez jakichś niespodzianek w postaci wyników po 4kN. Poza tym Inventor to słabe narzędzie do analiz MES, jakieś wyniki dostaniesz ale nie licz że one będą jakkolwiek oddawały rzeczywiste odkształcenia/naprężenia. Nie rozumiem też po co dodawać siłę na mocowanie dampera skoro w osi od zawiechy jest jakieś utwierdzenie. Jak dodajecie siłę w suporcie to utwierdzenie powinno być w osiach od zawiechy, a jak siła jest przyłożona do punktów zawieszenia to utwierdzenie powinno być w suporcie i główce, ewentualnie w osi przedniego koła przy amortyzatorze (3 zasada dynamiki Newtona). Nie kminie też obciążania siłą pionową ramy przy kierownicy skoro te siły przenosi sterówka i golenie dwupółki a nie rama tam lepiej by pasował moment od amortyzatora albo siła przyłożona w osi obrotu przedniego koła.

[MUSZEL]

owszem, Inv nie jest mistrzem w MESie, ale pobawić się można dla czystej ciekawości i zabawy
4kN wyszły mi z błędem bo ustawiłem zbyt duże tłumienie. Teraz by domknąć sprężynę 500-tke w ramie ze średnim przełożeniem 2,4 (152 mm skoku) potrzeba 3,4 kN i zdaje mi się to całkiem realna wartość. 350 kg to nie tak dużo, zważając, że 400-tke lub 450-tke swoją statyczną wagą uginam ze 25 % ważąc z 70 kg.

Co do tego - ogarnąłem. Wstawiłem prowizoryczny "amortyzator" i powiązałem osie unieruchamiając tylną i nadaję siłę na środku suportu imitując nacisk nóg. Teraz wychodzi mi całkiem sensownie.

Co do wiązań - nie wiem, czy było to do mnie, czy do sokoła, ale ja metodyke nadawania wiązań napisałem powyżej i robi mi to program przy odpowiednich wcześniejszych definicjach, Jedynie szukałem punktu odniesienia jak poutwierdzać i dać siły zewnętrzne

W tej chwili wygląda to tak:

[Gość]

mars utwierdzenia i obciażenia w przypadku mojej ramy są w 100% poprawne
Siła przy odpowiada naciskowi wywierany na kierownicę, który przez mostek, sterówkę i łożyska sterowe jest wywierany na główkę ramy

[Sokół]

mars utwierdzenia i obciażenia w przypadku mojej ramy są w 100% poprawne
Siła przy odpowiada naciskowi wywierany na kierownicę, który przez mostek, sterówkę i łożyska sterowe jest wywierany na główkę ramy

[MUSZEL]

Zmieniłem koncepcję. Wstawiłem tylną oś jako nieruchomą, dorzuciłem amortyzator (miałem akurat Lyriko-podobny wideł odpowiednich gabarytów na dysku :P), zrobiłem go ze stali zamiast alu i przewymiarowałem grubości (a co, niech będzie sztywny), dorzuciłem przednią oś. Połączenie obrotowe oś tylna - rama, oś przednia - amortyzator, i płaszczyzna stała pozioma utwierdzonej tylnej osi z osią przednią (by nie zablokować poruszania przedniej osi przód-tył). Dałem tylko jedną siłę na środek suportu w dół, 3,5 kN. Siły reakcji zrobią swoje. Choć zapomniałem dodać, żeby amor się uginał, mam go robionego jako jedna bryła, no ale trudno, większe obciążenie główki będzie :P
Model wyszedł taki o:



obciążanie wygląda tak, o:

[video=youtube]https://www.youtube.com/watch?v=fJpAgZvTYBQ[/video]

------------------------------------------------------------------------

Coś tam mi wyszło :P

Obciążenie 3,5 kN.

Współczynnik bezpieczeństwa:



Naprężenia zredukowane (wg hipotezy Hubera i von Misesa) - zakres naprężeń do 270 MPa czyli do granicy plastyczności Rm alu 6061 T6:



Naprężenia zredukowane (wg hipotezy Hubera i von Misesa) - zakres naprężeń do 100 MPa, by było widać jakąś różnorodność:





Oczywiście wiadomo, że ramę modelowałem najlepiej jak umiałem, ale nie w każdym miejscu była możliwość zmierzenia grubości ścianki, a było to możliwe wręcz w niewielu miejscach. Strzelałem próbując dopasować wagę poszczególnych elementów do realu. Gdzieś ścianka może być 0,25 mm cieńsza lub grubsza a to sporo, zważywszy, że operuje się tutaj grubościami rzędu do 2,5 mm.

P.S. dzięki za nakierowanie na właściwy tor.

[Gość]

Zakładając że grubość ścianki jest stała na całej długości rury :p
Nie masz możliwości ustawienia widelca jako sztywnego?

[MUSZEL]

Zakładając że grubość ścianki jest stała na całej długości rury :p
Nie masz możliwości ustawienia widelca jako sztywnego?

Soda to nie Trek, tak założyłem :P
a co do widelca, pewnie się da, ale jeszcze nie wiem gdzie

[Sokół]

Soda to nie Trek, tak założyłem :P

Oj ździwiłbyś się :p
Cieniowane rury potrafią sporo masy oszczędzić

[MUSZEL]

a Soda waży 3,7 kg :P