Расчет центробежной силы при сложном движении

Автор Владимир_Морковный, 11.12.15, 10:25:26

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

Печать
Вниз Страницы1 2
Действия пользователя

Владимир_Морковный

11.12.15, 10:25:26
Уважаемые коллеги!

Прошу помочь с расчетом центробежной силы. Задача следующая:

Дано: планетарный механизм, содержащий солнечное колесо, водило и сателлит, описывающий кривую "Дельтоида" ( https://ru.wikipedia.org/wiki/Дельтоида ) см. рис 1
Известно уравнение движения всех точек механизма (см. рис. 2), соответственно можно найти скорости и ускорения в любой точке. (см. рис 3).

Необходимо определить центробежное усилие от дисбаланса сателлита на водило.

Как известно, центробежное усилие равно: Fc=m*Rc*w2

Главный вопрос для меня: в какой системе отсчета производить расчет:
в неинерциальной относительно водила, при этом угловая скорость сателлита в 3 раза больше угловой скорости водила: wc=3*wв
а также радиус до центра масс дисбаланса постоянен и равен L1 (см. рис 1)

либо в инерциальной относительно неподвижного солнечного колеса, тогда угловая скорость сателлита в 2 раза больше угловой скорости водила: wc=2*wв
а также радиус до центра масс дисбаланса не постоянен и зависит от угла разворота L(alpha) (см. рис 1) - радиус до мгновенного центра вращения.


Помогите пожалуйста разобраться!
PS: Ссылки на ТММ и другие учебники приветствуются!

VLaD-Sh

#1
11.12.15, 10:53:24
Может все же лучше уравновесить массу сателлита и водила.?
Или есть какие-то ограничения в установке противовеса?  :shu:

Владимир_Морковный

#2
11.12.15, 10:58:07
Цитата: VLaD-Sh от 11.12.15, 10:53:24
Может все же лучше уравновесить массу сателлита и водила.?
Или есть какие-то ограничения в установке противовеса?  :shu:

полностью уравновесить не выходит из-за ограничений в свободном пространстве

VLaD-Sh

#3
11.12.15, 11:10:12
Ясно, тогда нужны размеры и другие известные данные (масса, угловая скорость), чтобы понять масштабы бедствия.

Владимир_Морковный

#4
11.12.15, 11:26:35
Цитата: VLaD-Sh от 11.12.15, 11:10:12
Ясно, тогда нужны размеры и другие известные данные (масса, угловая скорость), чтобы понять масштабы бедствия.

На данный момент моя задача - выяснить как выполнить правильно расчет.
Но и для того, чтобы понять "масштабы бедствия", также нужно правильно определить угловую скорость, с чем и имеются проблемы (см. выше). Известна точно только угловая скорость водила, а вот каким методом считать скорость сателлита - это вопрос...

СВ

#5
11.12.15, 11:44:22
Цитата: Владимир_Морковный от 11.12.15, 10:25:26
...
Необходимо определить центробежное усилие от дисбаланса сателлита на водило.
...
Сдаётся, вопрос не до конца ясен (для меня, к примеру).
У Вас "гарантированно" не уравновешенный сателлит, т.е. на нём стоят какие-то элементы, которые не получается конструктивно уравновесить и Вы хотите узнать силы и определиться - можно ли их оставить неуравновешенными? Т.е. не понятно назначение расчёта: то ли ПРОСТО узнать силы, то ли ...

Valery-Moscow

#6
11.12.15, 11:48:09
возьмите примеры и задачи по теоретической механике - на пример Яблонского и там все расписано - если аналитика нужна

либо возьмите программу типа ADAMS

думаю что эту задачу можно решить и в обычной КЭ программе


если пришлите конкретные размеры и пр.. - попробую сделать в АБАКУСе

Владимир_Морковный

#7
11.12.15, 11:52:13
Цитата: СВ от 11.12.15, 11:44:22
  Сдаётся, вопрос не до конца ясен (для меня, к примеру).
У Вас "гарантированно" не уравновешенный сателлит, т.е. на нём стоят какие-то элементы, которые не получается конструктивно уравновесить и Вы хотите узнать силы и определиться - можно ли их оставить неуравновешенными? Т.е. не понятно назначение расчёта: то ли ПРОСТО узнать силы, то ли ...
Вы правы, имеем "гарантированно" не уравновешенный сателлит.
Цель расчета - определить динамическое усилие от дисбалансов при максимальной скорости, получив это усилие либо усилить подшипники, либо ограничить максимальную скорость

Владимир_Морковный

#8
11.12.15, 11:53:21 Последнее редактирование: 11.12.15, 12:14:41 от Владимир_Морковный
Цитата: Valery-Moscow от 11.12.15, 11:48:09
возьмите примеры и задачи по теоретической механике - на пример Яблонского и там все расписано - если аналитика нужна

либо возьмите программу типа ADAMS

думаю что эту задачу можно решить и в обычной КЭ программе


если пришлите конкретные размеры и пр.. - попробую сделать в АБАКУСе
к сожалению нигде в литературе не смог найти сателлита с дисбалансом
С Adams не знаком, да и где ее сейчас так просто возьмешь...?
если Вы смогли бы сделать цифровой расчет - это бы очень помогло. Причем достаточно выполнить упрощенный расчет:
(центробежными силами водила и уравновешенной части сателлита можно пренебречь)

R=100мм
wв=100 рад/сек (угловая скорость водила)
M=10 кг (масса дисбаланса)
L1=150мм

Если Вы сможете посчитать центробежную силу (радиальную) в характерных точках, или (в идеале) дать зависимость от угла поворота водила - мне сразу станет понятен принцип расчета: какая взята угловая скорость, какое расстояние до центра масс дисбаланса.
Был бы очень благодарен!

Николай

#9
11.12.15, 15:31:21 Последнее редактирование: 11.12.15, 15:59:40 от Николай
Вам нужны максимальные и минимальные силы, растягивающие водило, или выражение силы в аналитическом виде?
Надеюсь, более продвинутые товарищи меня поправят, если что.
Омега сателлита в три раза больше омеги водила.
+ Благодарностей: 1

niklas

#10
11.12.15, 19:24:16
Цитата: Владимир_Морковный от 11.12.15, 10:25:26
Уважаемые коллеги!

Прошу помочь с расчетом центробежной силы. Задача следующая:

Дано: планетарный механизм, содержащий солнечное колесо, водило и сателлит, описывающий кривую "Дельтоида" ( https://ru.wikipedia.org/wiki/Дельтоида ) см. рис 1
Известно уравнение движения всех точек механизма (см. рис. 2), соответственно можно найти скорости и ускорения в любой точке. (см. рис 3).

Необходимо определить центробежное усилие от дисбаланса сателлита на водило.

Как известно, центробежное усилие равно: Fc=m*Rc*w2

Главный вопрос для меня: в какой системе отсчета производить расчет:
в неинерциальной относительно водила, при этом угловая скорость сателлита в 3 раза больше угловой скорости водила: wc=3*wв
а также радиус до центра масс дисбаланса постоянен и равен L1 (см. рис 1)

либо в инерциальной относительно неподвижного солнечного колеса, тогда угловая скорость сателлита в 2 раза больше угловой скорости водила: wc=2*wв
а также радиус до центра масс дисбаланса не постоянен и зависит от угла разворота L(alpha) (см. рис 1) - радиус до мгновенного центра вращения.


Помогите пожалуйста разобраться!
PS: Ссылки на ТММ и другие учебники приветствуются!
Абсолютная скорость, абсолютная угловая скорость, абсолютное ускорение
+ Благодарностей: 1

VLaD-Sh

#11
11.12.15, 19:45:35
У меня получилось как-то так.  :shu:
Вопросы предложения ?
Расчет выполнен для вертикального нижнего положения дисбаланса.
+ Благодарностей: 1

Владимир_Морковный

#12
11.12.15, 20:28:07
Цитата: niklas от 11.12.15, 19:24:16
Абсолютная скорость, абсолютная угловая скорость, абсолютное ускорение
Уточните пожалуйста, абсолютная скорость в данном случае равна 2*wв или 3*wв?
Радиус до центра масс дисбаланса в таком случае нужно измерять от мгновенного центра вращения, верно?

Владимир_Морковный

#13
11.12.15, 20:31:57
Цитата: VLaD-Sh от 11.12.15, 19:45:35
У меня получилось как-то так.  :shu:
Вопросы предложения ?
Расчет выполнен для вертикального нижнего положения дисбаланса.
в Вашем варианте взято расстояние до мгновенного центра вращения, правильно я понимаю? Соответственно в других положениях для определения центробежной силы нужно считать L(alpha)?

VLaD-Sh

#14
11.12.15, 20:34:31
Цитата: Владимир_Морковный от 11.12.15, 20:28:07
Уточните пожалуйста, абсолютная скорость в данном случае равна 2*wв или 3*wв?

Абсолютная угловая скрость равна 2w


Цитата: Владимир_Морковный от 11.12.15, 20:28:07
Радиус до центра масс дисбаланса в таком случае нужно измерять от мгновенного центра вращения, верно?

Да. Совершенно верно

VLaD-Sh

#15
11.12.15, 20:37:33
Цитата: Владимир_Морковный от 11.12.15, 20:31:57
в Вашем варианте взято расстояние до мгновенного центра вращения, правильно я понимаю? Соответственно в других положениях для определения центробежной силы нужно считать L(alpha)?
1) Да.
2) Совершенно верно. В остальных случаях нужно считать L(alpha)  :shu:
+ Благодарностей: 1

Владимир_Морковный

#16
12.12.15, 14:01:42
Цитата: VLaD-Sh от 11.12.15, 19:45:35
У меня получилось как-то так.  :shu:
Вопросы предложения ?
Расчет выполнен для вертикального нижнего положения дисбаланса.
Благодарю за помощь!

Посчитал модель в SolidWorks Motion, но результаты почему-то не сходятся не с одним из предложенных вариантов (см. рис)

Исходные данные:
R=100мм
wв=100 рад/сек (угловая скорость водила)
M=10 кг (масса дисбаланса)
L1=150мм

Материал водила выбрал с плотностью 1кг/м3

Результаты:

Владимир_Морковный

#17
13.12.15, 12:20:43
Цитата: Николай от 11.12.15, 15:31:21
Вам нужны максимальные и минимальные силы, растягивающие водило, или выражение силы в аналитическом виде?
Надеюсь, более продвинутые товарищи меня поправят, если что.
Омега сателлита в три раза больше омеги водила.
Благодарю за помощь!

Посчитал по Вашей формуле, результат по-моему наиболее близок к приведенному выше расчету SolidWorks Motion.
Уточните пожалуйста, что означают два слагаемых в Вашей формуле, если можно поподробней...

VLaD-Sh

#18
13.12.15, 16:27:49 Последнее редактирование: 13.12.15, 19:21:34 от VLaD-Sh
Хотелость бы уточнить следующий момент.
Сила инерции - относительно какой системы координат вас интересует?

У меня расчет относительно точки МЦС, поэтому и расчет не совпадает с SolidW  :um:

Владимир_Морковный

#19
13.12.15, 22:33:15
Цитата: VLaD-Sh от 13.12.15, 16:27:49
Хотелость бы уточнить следующий момент.
Сила инерции - относительно какой системы координат вас интересует?

У меня расчет относительно точки МЦС, поэтому и расчет не совпадает с SolidW  :um:
задача - узнать нагрузку на подшипники, установленные в расточке водила - в точке Oс
Печать
Вверх Страницы1 2
Действия пользователя