如何最好地模拟施加在非径向线上的扭矩?


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我希望使用FEA(特别是Creo Simulate)在我公司将在我们实验室中测试的零件上重新创建静态强度测试的结果。因为实验室的结果是我们用来确定零件的效用和性能的结果,所以我主要是通过练习来增强我的FEA技能,并了解我可以获得接近实际结果的结果。分析待。

由于几个不同的原因(对模型文件的写访问权限,对Creo螺栓功能的研究,更实际的负载应用),我正在尝试对测试台架的一部分以及感兴趣的部分进行建模。零件本身具有带螺栓样式的法兰,这是其设计的一部分,我们正在使用该螺栓样式将其连接到适配器。适配器将连接到电动机的输出,扭矩通过位于适配器和电动机输出之间的钥匙施加。

为了清楚起见,下面我有一张适配器中键槽的图片。感兴趣的部分连接到该适配器的背面,钥匙沿键槽的整个长度安装,并且适配器使用四个较大的螺栓孔连接到测试台输出(这些螺栓不会传递任何明显的扭矩,他们只是将组装在一起。)

带键槽的法兰

我的问题是确定如何最好地模拟键槽壁上的施加载荷。我的直觉告诉我,载荷会沿着键槽的长度变化,因为我们真正施加的是扭矩分布在整个键中。

  • 给定,我希望在我应施加的力与我沿键槽沿其施加的位置之间存在反比关系。这个作用线不是放射状的事实会使事情复杂化吗?T=r×F

  • 另外,我定义了两个坐标系,标准的笛卡尔坐标系和一个圆柱坐标系,z轴如您所料,穿过适配器的中心孔。在一个坐标系或另一个坐标系中施加载荷是否会大大改变结果,这是更可取的吗?分布力方程会更容易在一个坐标系中定义吗?


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因此要明确一点,您正在寻找沿键槽施加分布力的方法,以模仿从导杆施加的力?
hazzey

是。我期望两个负载相互镜像,分别在右上角和左下角。而且由于奇异性问题,我相当确定不会在点y = 0处定义载荷,但是我想这取决于方程式。
Trevor Archibald

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就像螺丝上的一字螺丝刀一样。
棘轮怪胎2015年

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对于搜索相关文献的任何人的快速说明,“和弦”可能是“非径向”的有用替代搜索词。

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特雷弗(Trevor),如果我在您的位置上,我会选择不对此建模,因为我担心此步骤中可能出现的错误实际上会减少而不是增强忠诚度,并且难以验证。
regdoug

Answers:


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我会忽略这样一个事实,即键槽至少在计算力本身时会使实际力稍微偏离中心。一旦计算出力,就可以将其放置在其真实位置。

我还要假设负载是从中心到外部边缘连续分布的。这假定钥匙的加工公差足够小(或足够弯曲/变形)以使分配均匀。这也假设给定的旋转量在琴键的末端比在中心(零)处产生更大的力。

从那里开始,要在末端找到每单位长度的最大力。

简化部队

P=12T23RandP=12Rwmaxgives:wmax=T23R2

当我经历了这个过程时,我有种I的感觉,我错过了您的问题的重点,因此,如果我错过了,请告诉我。

还要注意,我习惯于使用模型,在这些模型中,确切的载荷位置的详细信息不会影响最终结果,因此我可能会做出对您的模型不正确的假设。


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如果简化了计算,我当然可以忽略负载偏离中心这一事实。让我感到不安的是,负载连续随r的变化而直接变化,那就是转矩随r ^ 2的变化而直接变化,这对我来说似乎是违反直觉的,但是我没有充分的理由。
特雷弗·阿奇博尔德
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