Linear Static Analysis

Author
Chào mesians
Hưởng ứng bài viết của anh Nova về "những lợi ích khi viết bài lên diễn đàn"
sau đây headgear xin phép nói một số vấn đề về bài toán phân tích tĩnh tuyến tính (Linear Static Analysis). Mời mọi người cùng góp ý
- Phân tích linear static là bài phân tích cơ bản mà các bạn học phân tích ban đầu đều muốn thực hiện. có lẽ vì nó dễ hơn các bài toán khác
- Phân tích linear static dựa trên các giả thiết: ứng suất trong hệ nhỏ hơn giới hạn chảy, chuyển vị là nhỏ để coi như trạng thái chịu lực của hệ không bị thay đổi, không có sự tiếp xúc giữa các chi tiết,... nói chung là không có bất kỳ hiện tượng phi tuyến nào
- Mục đích của phân tích này là kiểm nghiệm khả năng chịu lực tĩnh của hệ, trích xuất giá trị lực tại liên kết,...
- Để thực hiện phân tích này, ta cần có các dữ liệu
(1) mô hình phân tích
(2) tính chất mô hình (vật liệu, độ dày...)
(3) lực (LOAD)
(4) liên kết ràng buộc (constraint), nếu không có => coi như bị Inertia Relief (xem bài về Inertia Relief)
lực có thể là lực tập trung, lực phân bố (áp suất,trọng lực, ly tâm),...
liên kết ràng buộc thực ra cũng là lực, nhằm cân bằng với LOAD, có thể là liên kết với bên ngoài (spc), liên kết các chi tiết trong hệ (rbe,mpc)...

Sau đây là một ví dụ để thử kiểm nghiệm khả năng chịu lực tĩnh của vỏ tàu trường sa mini 1 của bác Hòa
- Mô hình: dài 9000, đường kính thân 2000

- Vật liệu: thép thường, độ dày 25mm
- Lực: áp suất thủy tĩnh khi dìm tàu xuống 50m: p=rho*g*z
- Liên kết: inertia relief
Kết quả:
ứng suất (von-misses): max 530Mpa

với thép thường, ứng suất như vậy là quá cao
thực ra vỏ tàu chỉ 10~15mm (theo báo), vậy nên thành trong của tàu phải có thêm gân trợ lực
 
Last edited:
Lượt thích: umy

lddung

Chuyên gia cao cấp
Ðề: Linear Static Analysis

Bạn không có ảnh đặt điều kiện biên thế nào thì sao biết là bạn làm đúng hay sai. :) . Thứ nguyên của bạn đặt là Pa hay MPa?
 
Lượt thích: umy
Author
Ðề: Linear Static Analysis

đơn vị mình dùng là mm - T - s -> MPa - N
để đặt lực áp suất mình dịch mô hình xuống tọa độ z=50000
 
Lượt thích: umy
Author
Ðề: Linear Static Analysis

Hi mesians
Sau đây là một ví dụ khác ứng dụng phân tích tĩnh.
Một rotor kích thước phi 80 dài 60, trục dài 160 phi 20, quay với vận tốc 3100vg/ph
Ta sẽ kiểm tra xem lực gây ra do sự lệch trọng tâm khỏi trục quay. Lực này tác dụng lên ổ đỡ và có ý nghĩa khi tính toán ổ đỡ
-vật liệu: thép thường
-lực: ly tâm rforce trên trục quay là y
-liên kết: giữ 2node ở tâm trục để trích xuất lực tại liên kết
trường hợp 1 trọng tâm lệch theo phương z ~5um, trường hợp 2 ta đẩy một node ở giữa rotor theo phương z lên một chút, trọng tâm lệch theo phương z ~15um


kết quả:
trường hợp 1 lực ở liên kết nhỏ không đáng kể, nhưng trường hợp 2 lực có độ lớn ~1.6N, cao hơn rất nhiều so với trường hợp 1
 
Ðề: Linear Static Analysis

Hi headgear,

more intersting if analyse is focused in harmonic dynamic instead of 'phân tích tĩnh'
shaft is a beam, big mass is as a node concentrated mass with inertial moments
and now, beam and mass having gyroscopic effects when unbalance load (on point mass) is
applied (lost a blade after bird trike with some kg) and then reaction forces on your bearing rise and go far
away with limit fixed in design technology, and no certification obtained for your product???
 
Author
Ðề: Linear Static Analysis

Thankyou sir
I'll try studying and conducting such analysis later because it need more knowledge
actually with manufacturing we should give an answer that how much run-out is acceptable. for example in my factory a cnc spindle with speed 16000rpm must have run-out < 3um
so we should start against, from given working condition (bearing force, vibration intensity, noise in working room...) to look for threshold of run-out value
 
Ðề: Linear Static Analysis

,Hi Headgear,
hearafter somme indications, if i have understand your CNC's spindle
first : you should be familiar with rotordynamic
second: modelize your spindle and make correct its whirl modes(backward or forward)
in tunning your bearing stiffness
third : trying to define applied load in frequency response by base excitation at the bearing(vibration intensity)
foruth: tunning the model with speed variation and visualize the top of the spindle
it should be a ellipse trajectory and find out your threshold of run-out value
 
Lượt thích: umy

thanhlh84

Active Member
Ðề: Linear Static Analysis

Hi Headgear. Why don't you continue showing what you did. I like it very much. It is really impressive for starting phase. If you cannot do and understand linear static analysis well enough, how can you do more difficult analysis. Vietnamese people is often good at theory but never good at application yet. Please share with us more what you did. I (and Pdupuis75's comment) can guide you do more complicated analysis. "TRY & ERRORS" is much better than "THEORY & DOING NOTHING"

Hi mesians
Sau đây là một ví dụ khác ứng dụng phân tích tĩnh.
Một rotor kích thước phi 80 dài 60, trục dài 160 phi 20, quay với vận tốc 3100vg/ph
Ta sẽ kiểm tra xem lực gây ra do sự lệch trọng tâm khỏi trục quay. Lực này tác dụng lên ổ đỡ và có ý nghĩa khi tính toán ổ đỡ
-vật liệu: thép thường
-lực: ly tâm rforce trên trục quay là y
-liên kết: giữ 2node ở tâm trục để trích xuất lực tại liên kết
trường hợp 1 trọng tâm lệch theo phương z ~5um, trường hợp 2 ta đẩy một node ở giữa rotor theo phương z lên một chút, trọng tâm lệch theo phương z ~15um


kết quả:
trường hợp 1 lực ở liên kết nhỏ không đáng kể, nhưng trường hợp 2 lực có độ lớn ~1.6N, cao hơn rất nhiều so với trường hợp 1
 
Lượt thích: umy

thanhlh84

Active Member
Ðề: Linear Static Analysis

Hi mesians
Sau đây là một ví dụ khác ứng dụng phân tích tĩnh.
Một rotor kích thước phi 80 dài 60, trục dài 160 phi 20, quay với vận tốc 3100vg/ph
Ta sẽ kiểm tra xem lực gây ra do sự lệch trọng tâm khỏi trục quay. Lực này tác dụng lên ổ đỡ và có ý nghĩa khi tính toán ổ đỡ
-vật liệu: thép thường
-lực: ly tâm rforce trên trục quay là y
-liên kết: giữ 2node ở tâm trục để trích xuất lực tại liên kết
trường hợp 1 trọng tâm lệch theo phương z ~5um, trường hợp 2 ta đẩy một node ở giữa rotor theo phương z lên một chút, trọng tâm lệch theo phương z ~15um


kết quả:
trường hợp 1 lực ở liên kết nhỏ không đáng kể, nhưng trường hợp 2 lực có độ lớn ~1.6N, cao hơn rất nhiều so với trường hợp 1
Chào bạn HeadGear.
Thực tế ứng suất và biến dạng do dao động (dynamic) lớn hơn rất nhiều so với static. Nên thường người ta không tính bài toán tĩnh cho rotor mà tính dynamic nhiều hơn (Rotor Dynamic, Fatigue analysis).
 
Top