POWRÓT

SEMESTR VI

Projekt i budowa złożonego zespołu, sprawdzenie jego pracy z wykorzystaniem pakietu symulacji dynamicznej, wykonanie analizy naprężeń.


Spis treści rozdziału - tutaj kliknij

Analiza dynamiczna złożonego mechanizmu


 

Analiza dynamiczna złożonego mechanizmu

   

Ćwiczenie 4

Przebieg ćwiczenia - kolejność czynności do wykonania

  • Zapoznanie się z założeniami teoretycznymi do symulacji dynamicznej w systemach CAD opisanej na stronie »»» 
  • Sformułowanie zadania.
  • Przez cały okres trwania ćwiczenia wykorzystujemy model mechanizmu pobrany wyżej.
  • Kolejność czynności projektowych.
    • Automatyczne tworzenie par kinematycznych.
    • Konwersja więzów montażowych.
    • Definiowanie siły ciężkości.
    • Uruchomienie symulacji.
    • Definiowanie par kinematycznych.

Płączenia standardowe

   Różnego rodzaju mechanizmy, koncepcyjnie postrzega się jako zestaw sztywnych części połączonych ze sobą za pomocą połączeń, które umożliwiają, ale nie ograniczają, względnego ruchu między dowolnymi dwoma częściami. Typowe połączenia stosowane w mechanizmach obejmują następujące kategorie połaczeń;

  • Sztywne - Usuwa wszystkie stopnie swobody. Elementy względem siebie są nieruchome.
  • Obrotowe - Pozostawia jeden stopień swobody - obrót. Zawiasy i obracane dźwignie są przykładami połączenia obrotowego.
  • Przesuwne - Pozostawia jeden stopień swobody - ruch liniowy. Suwak w prowadnicy jest przykładem tego połączenia.
  • Walcowe - Pozostawia jeden przesuwany i jeden obrotowy stopień swobody. Tuleja na wale jest przykładem połączenia walcowego.
  • Planarne - Pozostawia dwa przesuwne i jeden obrotowy stopień swobody. Użyj tego typu połączenia, aby umieścić komponent na płaskiej powierzchni. Komponent można przesuwać lub obracać na płaszczyźnie.
  • Kuliste - Pozostawia trzy obrotowe stopnie swobody. Sworzeń kulowy jest przykładem połączenia kulowego.

   Każda z wymienionych wyżej kategorii połączeń jest dostępna po wybraniu w Incentorze przycisku Symulacja dynamiczna --> Wstaw połączenie (rysunek poniżej), gdzie znajdziemy pełen katalog różnego rodzaju połączeń, z których każde ma swoją nazwę i inne możliwości.

Automatyczne tworzenie par kinematycznych

   Samo wybranie przycisku Symulacja dynamiczna --> Wstaw połączenie nie spowoduje uzyskania zakładanego efektu, w postaci poruszania się (animacji), ponieważ konieczne jest zdefiniowanie odpowiedniej liczby par kinematycznych odpowiednich klas. Możliwe jest ręczne definiowanie par i automatyczna konwersja więzów na pary kinematyczne. W celu automatycznego tworzenie par kinematycznych, należy z położonego na karcie Symulacja dynamiczna panelu Zarządzanie wybrać przycisk narzędzia Ustawienia i wypełnić pola okna dialogowego jak na poniższym rysunku i kliknąć OK

Po kliknięciu OK przebiegła automatyczna konwersja, a efekt konwerski możemy objrzeć na powyższym rysunku w przeglądarce obiektów, oznaczenia 1, 2, 3 i 4.

Po uruchomieniu automatycznej symulacji okazało się, że człony mechanizmu po ustaniu siły ciężkości i zgodnie z jej kierunkiem zatrzymały się w losowo zmiennych położeniach (rysunek poniżej). Takie położenie oznacza, że mechanizm nie jest doskonały i wymaga korekty, co jest min. spowodowane brakiem zdefiniowania pary kinematycznej między dźwignią kątową i wahaczem. W takiej sytuacji wiedząć, że pary utworzone automatycznie nie dają się usunąć, należy przejść do ręcznego utworzenie pary pomiędzy tymi elementami.

W wyniku konwersji składniki modelu zostały podzielone na grupy. Składniki grupy 1 mają odebran wszystkie stopnie swobody ruch bezwzględnego (są unieruchomione modelu). Grupa (2) to ruchome człony tworzące mechanizm. Powstało automatycznie siedem par kinematycznych (3) różnych klas na podstawie istniejących w zespole więzów montazowych. Folder (4) na razie jest pusty, a siła ciężkości nie została jeszcze zdefiniowana.

Definiowanie siły ciężkości i uruchomienie symulacji

Z menu kursowa uruchamiamy okno siły ciężkości, które wypełniamy, dokładnie tak jak na poniższym rysunku i klikamy OK.

Z panelu Odtwarzanie symulacji ależy wybrać przycisk narzędzia Uruchom lub ponownie uruchom symulację.

Efekt symulacji jest widoczny na poniższym rysunku.

Przebieg dalszych czynności po zakończeniu automatycznej symulacji dynamicznej powinien być następujący.

Klikamy na Symulacja dynamiczna --> Zakończ symulację dynamiczną wracamy do przeglądarki obiektów i następnie wykonujemy następujące czynności:

  • Z przegladarki obiektów Wywołujemy widok - 3-Pł/Walec,

  • Wracamy do środowiska Symulacja dynamiczna i uruchamiamy narzędzie Wstaw połączenie

  • Kliknąc typ pary Walec na płaszczyźnie (czerwona strzałka),

  • Kliknąć płaską ścianę 1.
  • Kliknąć punkt 2
  • Z Menu kursora wybrać pozycję Kontynuuj
  • Klinąć powirzchnię boczną walca 3.
  • Uzyskać efekt jak na rysunku niżej.

  • Wywołujemy widok Początek i z panelu Odtwarzanie symulacji uruchamiamy ponownie symulację
  • Efekt symulacji jest widoczny na poniższym rysunku.

   Grawitacja w dalszym ciągu powoduje zwisanie elementów mechanizmu w losowo zmiennych położeniach. Tym razem jednak części pozostają związane. Rolka wahacza na razie opuszcza rowek w dźwigni kątowej, z którą tworzy parę kinematyczną, jednak porusza się po przedłużeniu jego płaszczyzny. Konieczne będzie zatem wprowadzenie dalszych ograniczeń ruchu wahacza. W celu wyeliminowania kolejnych ograniczeń w ruchu wahacza postępujemy w następujący sposób.

Kontakt 2D

  • Z panelu Odtwarzanie symulacji wybrać narzędzie Przewiń do poczatku symulacji,
  • Z panelu Odtwarzanie symulacji wybierz narzędzia Tryb konstrukcji
  • Z przeglądarki wywołujemy widok 5 - Stoperzy
  • Wracamy do środowiska symulacji.
  • Z panelu Połączenie klikamy Wstaw połączenie
  • Wybieramy typ Kontakt 2D - Wahacz - płyta dolna,

  • Klikamy (czerwona strzałka) na płaską ścianę (1/1)
  • Klikamy na krawędź kołową (czerwona strzałka) (2)
  • Klikamy na punkt (czerwona strzałka) (3) - efekt to Kontakt 2D - wahacz 1 - płyta 1.
  • Kliknij OK.
  • W analogiczny sposób należy zdefiniować ograniczającą ruch wahacza parę kontaktowa (3)
  • Z panelu Odtwarzanie symulacji wybieramy przycisk narzędzie Uruchom symulację.
  • Po symulacji mechanizm zatrzymuje się w granicznym położeniu wahacza.

Sprężyna

Kolejna ważna czynność wstawienie sprężyny do suwaka, który będzie pełnił rolę amortyzatora. Kolejność czynności jest następująca:

  • Z panelu Odtwarzanie symulacji wybieramy przycisk narzędzia Przewiń do poczatku symulacji.
  • Z panelu Odtwarzanie symulacji wybieramy przycisk narzędzia Tryb konstrukcji.
  • Opuszczamy środowisko symulacji
  • Wywołujemy z przeglądarki obiektów widok 4-Suwak
  • Wracamy do środowiska symulacji.

  • Wstawiamy połaczenie, wybierając Sprężyna/amortyzator/dźwignik.
  • Wybieramy kołową ściankę suwaka i wewnętrzną kołową ściankę korpusu (czerwone strzalki na rysunku). W przypadku trudności z zaznaczeniem odpowiedniej ścianki, należ korzystać z opcji Wybierz inny (prawy przycisk myszy).
  • Klikamy OK. Następuje wstawienie sprężyny

  • Wstawiona sprężyna nie jest nieaktywna i wymaga korekty wymiarów. W tym celu opuszczamy środowisko symulacji i w przegladarce obiektów wywołujemy widok 6-Góra
  • Ponownie wracamy do środowiska symulacji i z rozwinietego na ikonie sprężyny Menu korsora wybieramy zakładkę Właściwości
  • Wypełniamy pola okna dialogowego tak jak na poniższym rysunku.

Przekształcenie sprężyny w amortyzator

  • W celu przekształcenia sprężyny w amortyzator przechodzimy w tryb konstruowania, gdzie zmieniamy jej właściwości przez wprowadzenie tłumienia o wartości 0,03 Ns/mm.

Modelowanie oporów ruchu

Za pomocą Menu kursora możemy dokonać zmiany wielkości oporów ruchu. Aby tego dokonać należy:

  • Przejść w tryb konstruowania.
  • Za pomocą Menu kursora należy zainicjować zmianę własciwości pary obrotowej.
  • Wypełnić pola okna dialogowego dokładnie jak na poniższym rysunku.
  • Klikamy OK
  • Uruchomić symulację.


Do góry


   

 

 (C) 2019 - 2020 Wydział Przyrodniczo - Techniczny KPSW. All Rights Reserved