Определение равновесного положения

[Grand-Emil]

Доброе утро! Я в компасе совсем молодой (лишь 2 недели в нём) и очень хочу обратиться за советом/помощью в решении одного вопроса. Есть у меня самобалансирующаяся траверса. Суть её работы в том, что при подъеме груза ( в моём случае панели) со смещенным центром тяжести, она за счёт свободного скольжения тросов равномерно распределяет усилия и далее уже отрывает от земли груз. Мне нужно смоделировать эту работу и понять, как себя будет вести трос и траверса в таком случае, какой крен будет у стеновой панели, когда начнется подъем. Прикладываю скриншот траверсы. Трос у меня только с одной стороны, потому что я не понял, как эту механику реализовать, если её можно в принципе сделать.
Я проводил расчёт и максимум, что происходит, так это крен траверсы, а сам трос ведёт себя так, словно он часть траверсы, а не деталь, которая просто лежит на роликах. Я всё нашел и максимум увидел, как потенциально с Солидворксе это можно сделать или в том же Блендере постараться, но не в компас 3д.
Заранее спасибо!
Неверный ID вложения.
Неверный ID вложения.

[СВ]

 Определитесь с сутью вопроса.
Нужно это сделать именно в Компасе или не важно в чём, лишь бы сделать?
И что нужно сделать: чтобы поднимаемая деталь при подъёме повернулась и стала именно в то положение, в котором будет реально находиться? Смоделировать именно ПРОЦЕСС подъёма (с поворотом груза, перемещением троса)? Чтобы груз ИМЕННО САМ поворачивался, под действием силы тяжести, а не рук моделятора?
Думаю, правильно было бы приложить и груз (пусть и схематично), на котором показан его центр тяжести относительно точек строповки.
- - -
При скачивании - пустота.
(Для Сборки и Детали выполните команду Взять в документ и снова присылайте. Со всем остальным.)

[Валерий Изранов]

А был ли поиск в интернете "самобалансирующегося грузоподъемного механизма"?
Похоже таких не существует.

[СВ]

Предположу, исходя из приложенной картинки, что тросов не один, а два (слева не был показан), итого принципиально точек подвеса 4, и в таком случае груз подвесится ОДНОЗНАЧНО, исходя исключительно из длины тросов и точек подвеса. А вот наклон груза связан только с точками подвеса траверсы, центра тяжести траверсы (похоже, что она симметрична относительно точки подвеса) и ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ груза, который в этом случае будет расположен на вертикальной линии, проходящей через точку подвеса траверсы.

[Валерий Изранов]

Совместив точку подвеса с центром тяжести груза на земле, ничто не помешает этому механизму
эти точки еще раз начать автоматически совмещать в воздухе.
Будет страшно.

[Grand-Emil]

Прошу прощения за задержку. Я пока не разобрался, как взять в документ, ибо кнопка неактивная. Как разберусь, обязательно вложу.
Сформулирую вопрос иначе.
У меня есть траверса. 4 ролика на нём. На паре роликов лежит по тросу и по 2 петли в каждом. Суть работы этой траверсы состоит в том, что при поднятии груза трос начинает скользить по роликам и пытаться уравновеситься. Если этих смещений не хватает, чтобы уравновесить систему, начинает накреняться траверса. Итого у меня должно получиться, что сместились тросы, накренилась траверса.
Мне нужно понимать насколько сместились тросы, каков крен траверсы.
Вопрос больше к механике. Может ли Компас мне описать поведение троса и траверсы совместно? Может ли трос скользить по ролику, то есть удлиняться/укорачиваться под действием нагрузки и как это делается?
Я попытался и получается лишь то, что трос абсолютно не гибкий, он якобы жестко лежит на роликах, а не скользит. Я задавал в APM FEM в "Совпадающие поверхности" скользящий контакт, но всё равно ничего не скользит. Возможно, что мне надо материал задать тросу такой, чтобы он был очень гибким, у меня не получилось найти материал такой, чтобы считалось всё.
Но зато даёт крен траверсы, но это не совсем тот результат, который нужен мне на выходе.
Я нагружал сами петли разными нагрузками, чтобы просто осознать механику. Я ещё не применял его к реальному объекту. Пока испытываю эту механику за счёт того, что просто разные нагрузки к концам петель прикладываю.

[YNA]

Я задавал в APM FEM в "Совпадающие поверхности" скользящий контакт

При помощи APM FEM тут ни чего не решить, это совершенн из другой области, скажем так сопромата.
В вашем случае это просто кинематическая задача по определеню перемещений в дифференциальном мехенизме. Кстати, в сравнении с кинематикой автомобиля это задача этот механим подобен полному приводу с тремя симметричными дифференциалами: можосевой и два межколёсных. Принцип тот же: крутящий момент на всех четырёх колёсах одинаковый, хотя скорость вращения колёс может быть разной. В вашем примере тяга на всех четырёх тросах одинаковая (почти) но перемещение тросов может быть разным. Стабильность и кинематика подобной системы зависит в первую очередь от отношения габаритов поднимаемых грузов к длине плеч траверсы и высоты центрального ушка над осью тосов в блоках. В общем случае такая задача не имеет решения, нужны конкретные условия.
Например, если пренебречь изменением растояния крепления грузов при их повороте, а ось центрального ушка лежит на оси горизонтальных тросов, то такой механизм превратится просто в компаратор с двумя стабильными положениями (как в корпораторных весах).   

[СВ]

 Без описания схемы говорить не о чем.
К этим 4-м крюкам что цепляется? Одна деталь (траверсы обычно для этого и делают) или несколько (скажем, две)?
Если одна, то там система САМОУСТАНОВИТСЯ (если, конечно, хода тросов позволят).
Присылайте хотя бы скриншоты ВСЕЙ конструкции (с указанием ц.т. груза).

[Grand-Emil]

Вот траверса и панель
Петли я не двигал с катушками и пока не цеплял. Надеюсь, этого хватит, чтобы понять мой вопрос.
Фиолетовая точка - цетр масс. Надеюсь, это видно

Без описания схемы говорить не о чем.
К этим 4-м крюкам что цепляется? Одна деталь (траверсы обычно для этого и делают) или несколько (скажем, две)?
Если одна, то там система САМОУСТАНОВИТСЯ (если, конечно, хода тросов позволят).
Присылайте хотя бы скриншоты ВСЕЙ конструкции (с указанием ц.т. груза).

[Grand-Emil]

При помощи APM FEM тут ни чего не решить, это совершенн из другой области, скажем так сопромата.
В вашем случае это просто кинематическая задача по определеню перемещений в дифференциальном мехенизме. Кстати, в сравнении с кинематикой автомобиля это задача этот механим подобен полному приводу с тремя симметричными дифференциалами: можосевой и два межколёсных. Принцип тот же: крутящий момент на всех четырёх колёсах одинаковый, хотя скорость вращения колёс может быть разной. В вашем примере тяга на всех четырёх тросах одинаковая (почти) но перемещение тросов может быть разным. Стабильность и кинематика подобной системы зависит в первую очередь от отношения габаритов поднимаемых грузов к длине плеч траверсы и высоты центрального ушка над осью тосов в блоках. В общем случае такая задача не имеет решения, нужны конкретные условия.
Например, если пренебречь изменением растояния крепления грузов при их повороте, а ось центрального ушка лежит на оси горизонтальных тросов, то такой механизм превратится просто в компаратор с двумя стабильными положениями (как в корпораторных весах).   

Что же
Я верил, что FEM может, потому что показалось, немного он иначе работает, чем тот же СКАД и может это посчитать и выдать желаемое.
Я верно понял, что решить задачу, где в ходе взаимной работы тросов и траверсы система приходит в равновесие, не задав какие-то четкие параметры по положению тех же тросов, нельзя?

[СВ]

Я вижу здесь только одну задачу: определить ПРАВИЛЬНОЕ положение переставных блоков с тросами - так, чтобы центр тяжести панели находился ПОД проушиной траверсы. И что же непонятного в этой элементарнейшей задаче РАСПОЛОЖЕНИЯ деталей? Не требующей никаких КАДов...
- - - - -
А FEM - это вроде как для расчёта деталей на прочность. И если вы освоили FEM, не очень зная Компас - это серьёзно звучит!

[Grand-Emil]

Просто дело в том, что длина троса у меня фиксированная. У меня других длин нет и работаю лишь с одной длиной. Расположение петель у панели разные. Если я располагаю траверсу проушиной над Ц.Т. панели, то длины L1 L2 L3 L4 все меняются так, чтобы дотянуться до крюков. Проблема в том, что на заводе всё равно, как будут ролики стоять. Панель то они поднимут. Но вот панель, когда будут поднимать, может подняться с креном, то есть один угол поднимется, другой ещё будет стоять на земле и есть риск того, что некий хрупкий элемент, который в момент подъема из-за концентрации там напряжения, вызванного неравномерным подъемом панели, может сломаться. И чтобы этого избежать, мне нужно расставлять ролики и тросы и искать варианты, при котором крен будет всей панели близок к 0 и эти данные отдать заводу, сказав, что, куда ставить. Я могу смоделировать каждый возможный случай, сам руками изменяя трос и его положение, предполагая, как поведет себя система, но это слишком трудоёмкий процесс...

Может быть мой вопрос имеет очевидное решение, но профессиональной деятельностью я занимаюсь лишь полтора года, из которых больше года я был обычным чертежником. Я работаю в компасе 3д всего 1,5-2 недели, а до этого был в SCADе. И, к сожалению или счастью, я всё изучаю сам и один. Не у кого спрашивать. Есть лишь интернет-ресурсы и глядя туда и методом тыка разбирался, что умеет компас в плане моделирования того, что нужно мне и что умеет APM FEM, потому что верил, что он умеет больше, чем SCAD и поможет мне. Так и оказалось, но не совсем то, чего я искал. Вот так пришел к тому, что всё считается, крен траверсы при условии, что тросы статичны, считается и показывается. Я рад, что получилось у меня это, хоть и не то, что нужно... Поэтому прошу прощения, что могу задать, порой, глупые вопросы, но скажу честно, я пытаюсь, но мой нынешний опыт пока не позволяет видеть все очевидные вещи...

[СВ]

 Есть панель, значит, нужно:
1 - панель расположить ПРАВИЛЬНО, т.е. её ц.т. - про проушиной траверсы,
2 - показать в панели точками её проушины,
3 - протянуть крюки, расположить блоки и тросы, посмотреть что получается,
4 - далее по обстоятельствам: сдвигать вправо-влево, переставлять блоки, добиться зацепа панели всеми 4-мя крюками.,
5 - смотреть перекос панели относительно траверсы, в том смысле - где оказался ц.т. панели, посмотреть, есть ли возможность сдвинуть панель в ближайшее к оптимальному положение (оптимальное - это когда в одном положении ц.т. находится, скажем, левее проушины траверсы, а в соседнем положении - правее, т.е. лучше уже невозможно).
- - -
Не забывать, что если трос выдерживает половину веса панели, то второй крюк не обязательно цеплять за саму панель.

--  --  --
Компас позволяет параметризацией настроить постоянную длину троса, т.е. можно нарисовать "кинематическую схему механизма" и проверять различные положения.

[Валерий Изранов]

По жизни привык, что такие плиты поднимаются двумя тросами за крючки по бокам.
И никто никогда не задумывается о ЦТ.
Если уж плита сильно беременна в одну сторону, то на заводе ЖБИ крючки должны
залить симметрично ЦТ.
Идея "самобалансирующейся траверсы" порочна.

[Олеся_Орен]

1 - панель расположить ПРАВИЛЬНО, т.е. её ц.т. - про проушиной траверсы,

Не понятен смысл делать изначально несимметричную панель. Она делается под какой то конкретный груз? Тогда по идеи центр тяжести панели вместе с грузом должен быть под проушиной. И не понятно, что там должно саморегулироваться тросами. Очень редко (т.е. почти никогда не соглашаюсь с нашим "экспертом" Израновым), но тут соглашусь.

Идея "самобалансирующейся траверсы" порочна.

[СВ]

Олеся, здесь мы видим типичную ситуацию:
можно ответить на буквальный вопрос автора и можно дать "общий совет" типа: - Так вообще делать нельзя!
Вполне возможно, что и автор про "нельзя" знает, но ситуация такая, какая есть - нужно решить вопрос именно с этой траверсой. Так что, несмотря на то, что ВСЕ советы ценны, есть которые более ценные. Их и нужно найти.
Лично меня смущает неизвестность владения автором Компасом (и вообще общий уровень), так что не знаю как именно советовать. Такое впечатление, что проще полностью сделать работу за него. Исходные данные только неизвестны.
- - - -
Олеся, по самому расчёту у вас есть идеи?

-- -- --
Схема для расчёта (без ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ размеров, в которые у автора всё и упирается)

[СВ]

Вопрос к автору:
- Вы в FEMе нашли способ доворачивать деталь до равновесного состояния?

[Kirilius83]

У меня есть траверса. 4 ролика на нём. На паре роликов лежит по тросу и по 2 петли в каждом. Суть работы этой траверсы состоит в том, что при поднятии груза трос начинает скользить по роликам и пытаться уравновеситься. Если этих смещений не хватает, чтобы уравновесить систему, начинает накреняться траверса. Итого у меня должно получиться, что сместились тросы, накренилась траверса.

1. Трос - материальное тело с точки зрения сопромата и соотвественно МКЭ. Для его изгиба надо приложить определенное усилие. И оно будет разным для металлического стержня и для стального троса (опять же, для разных тросов разное). Это первое что приходит в голову на вопрос как это посчитать методом МКЭ на компьютере, сразу куча вопросов как это смоделировать (хотя бы саму модель троса). Так что единственный простой вариант - это заменить модель троса на нерастяжимую гибкую нить, т.е. на линии, а это можно попробовать через параметризацию и формулы, но без понятия получится ли.

2. На самом деле эти ваши троса на баланс не влияют совсем никак! Все что делают троса на роликах - это равномерно распределяют нагрузку между 4-мя точками, не более. Обычная схема - застропить за две точки и тогда масса делится на два рыма, в вашем случае будет 4 рыма и масса равномерно поделится на 4 рыма. Т.е. у вас прсото этаки делитель, ничего более!
А то, как сильно наклонится панель - не зависит от количества точек подвеса. У вас есть крюк как опора, и есть ЦТ плиты с траверсой, ну и все это аля весы. Соответственно конструкция когда уравновесится? Правильно - когда ЦТ окажется точно под крюком. Вот просто прорисуйте, доверните вашу плиту вокруг крюка так что бы ЦТ оказалось на одной вертикали с точкой подвеса - вот это и будет ваше положение, все!

ЗЫ простая аналитика, никакие ПО тут не нужны. банальная школьная физика, просто нужно ее вспомнить.

[Grand-Emil]

Вопрос к автору:
- Вы в FEMе нашли способ доворачивать деталь до равновесного состояния?

Это я сделал на вымышленном примере, когда разбирался, как работает FEM.
Здесь я представил, что относительное положение тросов никак не влияет на крен и вышло так.


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

Изначально я допустил, что скольжение троса не влияет, но мне сказали, что надо это проверить, а как? А ответ на этот вопрос ждут от меня, хотя, согласно моим воображениям и рисункам, я не смог представить случай, где эти бы тросы как-то сильно влияли на крен. Только если выпуски тросов будут разными. Я же могу ролики переставить так, что с одной стороны будут эти тросы болтаться, а с другой стороны туго держаться, но вряд ли такой вариант стоит рассматривать. Проще запретить так делать.

1. Трос - материальное тело с точки зрения сопромата и соотвественно МКЭ. Для его изгиба надо приложить определенное усилие. И оно будет разным для металлического стержня и для стального троса (опять же, для разных тросов разное). Это первое что приходит в голову на вопрос как это посчитать методом МКЭ на компьютере, сразу куча вопросов как это смоделировать (хотя бы саму модель троса). Так что единственный простой вариант - это заменить модель троса на нерастяжимую гибкую нить, т.е. на линии, а это можно попробовать через параметризацию и формулы, но без понятия получится ли.

2. На самом деле эти ваши троса на баланс не влияют совсем никак! Все что делают троса на роликах - это равномерно распределяют нагрузку между 4-мя точками, не более. Обычная схема - застропить за две точки и тогда масса делится на два рыма, в вашем случае будет 4 рыма и масса равномерно поделится на 4 рыма. Т.е. у вас прсото этаки делитель, ничего более!
А то, как сильно наклонится панель - не зависит от количества точек подвеса. У вас есть крюк как опора, и есть ЦТ плиты с траверсой, ну и все это аля весы. Соответственно конструкция когда уравновесится? Правильно - когда ЦТ окажется точно под крюком. Вот просто прорисуйте, доверните вашу плиту вокруг крюка так что бы ЦТ оказалось на одной вертикали с точкой подвеса - вот это и будет ваше положение, все!

ЗЫ простая аналитика, никакие ПО тут не нужны. банальная школьная физика, просто нужно ее вспомнить.

[СВ]

Соответственно конструкция когда уравновесится? Правильно - когда ЦТ окажется точно под крюком. Вот просто прорисуйте, доверните вашу плиту вокруг крюка так что бы ЦТ оказалось на одной вертикали с точкой подвеса - вот это и будет ваше положение, все!

ЗЫ простая аналитика, никакие ПО тут не нужны. банальная школьная физика, просто нужно ее вспомнить.

Вот этот доворот и потребует много ручной работы. Автор хочет автоматизации (как я его понимаю), достаточно точного расчёта. Вот, к примеру одно из промежуточных положений ручного доворота, это долго - определять положение блоков, подгонять длины тросов. Лучше бы автоматизировать ...