非放射状の線に適用されるトルクを最適にモデル化するにはどうすればよいですか?


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FEA(具体的にはCreo Simulate)を使用して、会社でラボでテストする部品の静的強度テストの結果を再作成したいと考えています。ラボの結果は、部品の有用性と機能を決定するために使用するものであるため、主に演習としてこれを実行して、FEAスキルを強化し、現実にどれだけ近い結果を得ることができるかを確認します分析する。

いくつかの異なる理由(モデルファイルへの書き込みアクセス、Creoのボルト機能の調査、より現実的な荷重の適用)のために、関心のある部分に加えてテストスタンドの一部をモデル化しようとしています。パーツ自体には、設計の一部としてボルトパターンが付いたフランジがあり、そのボルトパターンを使用してアダプターに取り付けています。アダプターはモーターの出力に取り付けられ、トルクはアダプターとモーター出力の間にあるキーを介して適用されます。

以下に、わかりやすくするためにアダプターのキー溝の写真を示します。関心のある部分はこのアダプターの背面に取り付けられ、キーはキー溝の全長に沿ってフィットし、アダプターは4つの大きなボルト穴を使用してテストスタンドの出力に接続します(これらは大きなトルクを伝達しません。それらは単にアセンブリを一緒に保つだけです。)

キー溝付きフランジ

私の問題は、キー溝の壁に加えられた荷重をモデル化する最良の方法を決定することです。私の直感では、実際に適用しているのはキー全体に分配されるトルクであるため、荷重はキー溝の長さに沿って変化することがわかります。

  • ことを考えると、私は適用すべき力と私はそれを適用れるキー溝に沿った位置との間には逆の関係があるように期待したいです。この一連の行動が放射状に複雑ではないということは事実ですか?T=r×F

  • さらに、2つの座標系が定義されています。標準のデカルト座標系と、ご想像どおり、アダプターの中央の穴をZ軸が通る円柱座標系です。ある座標系または他の座標系で荷重を適用すると、結果が大幅に変化しますが、どちらが望ましいですか?分布力の方程式は、1つの座標系で定義する方が簡単ですか?


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明確にするために、バーから加えられる力を模倣するキー溝に沿って分散された力を加えることを検討していますか?
hazzey

はい。右上と左下の2つの負荷が相互にミラーリングすることを期待しています。そして、特異性の問題のため、負荷がy = 0の点で定義されないことはかなり確実ですが、それは方程式に依存すると思います。
Trevor Archibald、

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ネジのマイナスドライバーのように。
ラチェットフリーク、

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関連する文献を検索する人のための簡単な注記、「和音」は「非放射状」の有用な代替検索用語である場合があります。
エア

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トレバー、私があなたの立場にあるなら、私はこれをモデル化しないことを選びます。なぜなら、このステップで起こり得るエラーがモデルの忠実度を高めるのではなく実際に減少させ、検証するのが難しいのではないかと心配するからです。
regdoug 2015

回答:


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少なくとも力自体を計算するとき、キー溝が実際の力を少し中心から外すという事実を無視します。力が計算されると、力を実際の位置に配置できます。

また、荷重は中心から外縁まで連続的に分布していると想定します。これは、分布が均等になるように、キーが十分に厳しい許容誤差(または十分にたわみ/変形)で加工されていることを前提としています。これはまた、与えられた回転量が、中心(ゼロの場合)よりも、キーの両端でより多くの力を生成すると想定しています。

そこから、最後に単位長さあたりの最大力を見つけることです。

簡略化された力

P=12T23RandP=12Rwmaxgives:wmax=T23R2

私はこれを経験したので、私はあなたの質問のポイントを逃しているというしつこい気持ちを持っているので、それを逃したなら知らせてください。

また、正確な荷重配置の詳細が最終結果に影響を与えないモデルでの作業に慣れているため、モデルに対して正しくない仮定を行っている可能性もあります。


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計算が単純化されていれば、負荷が中心から外れているという事実を無視しても大丈夫です。rで直接変化する連続的な負荷分散についていらいらしているのは、トルクがr ^ 2で直接変化することです。これは私には直観に反しているように見えますが、その理由はわかりません。
Trevor Archibald
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