Rashet_i_proektir_shpind_uzlov_metaloreg ush_stank-Shesterninov_Kirilin (986922), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Ось Х совпадает с осью шпинделя. В расчетную схему могут входить следующие элементы:1) упругие стержни с распределенной массой; относительный коэффициентрассеяния их энергии в материале принят равным 0,015;2) невесомые упруго-диссипативные пружины (опоры шпинделя, соединения);3) осесимметричные твердые тела (патроны, зубчатые колеса, шкивы идругих) с сосредоточенными в центре тяжести инерционными параметрами(массой, моментом инерции массы относительно оси Y).Центры тяжести сосредоточенных масс, точки размещения пружин, точки,где скачком изменяются геометрические характеристики стержней, являютсяузловыми. Их количество не должно превышать 15.
Упругие элементы расчетнойсхемы ("стержни" и "пружины") соединяются между собой в узловых точках.Общее количество упругих элементов не должно превышать 25 (в том числе сзаделкой одного из концов не более 10).При расчете статических характеристик допускается приложение внешнихсил в нескольких узловых точках (не более 5), возможен также учет весовойравнораспределенной нагрузки. Веса сосредоточенных масс учитываются каквнешние нагрузки, приложенные в соответствующих узлах расчетной схемы.Расчет частотных характеристик ШУ проводится методами теоретическогомодального анализа.
При этом используются соответствующие входу и выходусистемы ШУ строки матрицы нормальных форм колебаний (модальной матрицы),а также значения модальных коэффициентов демпфирования. Последние рассчитываются в программе на основе данных о коэффициентах относительногорассеяния энергии колебаний элементов ШУ с учетом их участия всоответствующих формах колебаний. При наличии значений модальныхкоэффициентов демпфирования, полученных на о снове обработкиэкспериментальных данных по ШУ, возможно их использование для расчетачастотных характеристик.549.2. ОРГАНИЗАЦИЯ ДИАЛОГА С ПОЛЬЗОВАТЕЛЕМПосле запуска программы на выполнение на дисплее выводится названиепрограммы. Для запуска программы на счет необходимо выбрать вид расчета изпредлагаемого:ВИДЫ РАСЧЕТА:1 - СТАТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ ШУ;2 - СОБСТВЕННЫЕ ЧАСТОТЫ, ФОРМЫ КОЛЕБАНИЙ И АФЧХ;3 - ТОЛЬКО АФЧХ;4 - КОНЕЦ;ВВЕДИТЕ ВИД РАСЧЕТА =В ответ на этот вопрос необходимо ввести цифру, соответствующую выбранному виду расчета.
Значение переменных необходимо вводить после появлениязапроса в любом формате. После набора значений переменной необходимонажать клавишу <BK> (<ввод>). В программе предусмотрена защита отнеправильного ввода. Если пользователь ввел неправильную информацию, вместочисла - символ, или число, которое выходит за границы, обусловленные размерностью задачи, то запрос возобновляется.Далее программа запрашивает имя файла с исходными данными сообщениями:ВВЕДИТЕ ИМЯ ФАЙЛА С ИСХОДНЫМИ ДАННЫМИ =Имя файла не должно превышать 10 символов.
Если при вводе исходных данныхиз файла не обнаружено синтаксических ошибок при заполнении таблиц, товыводится сообщение:ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ВВЕДЕНЫ ИЗ ФАЙЛА <имя файла>ИДЕТ СЧЕТ !!!В противном случае выдается сообщение об ошибке (см. пункт 9.5 "Сообщение об ошибках") и выполнение программы прекратится. Дальнейшиезапросы определяются выбранным видом расчета.1 - статическая деформация ШУ (статический расчет)На дисплей выводятся результаты статического расчета и запрос о необходимости их вывода на печатающее устройство:БУДЕМ ПЕЧАТАТЬ РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА НА АЦПУ ? (Y/N)Если будет введен (Y), то результаты выведутся на бумагу.3 и 2 - собственные частоты, формы колебаний ШУ и АФЧХ:После выполнения расчета на дисплей выводятся значения первых 10-тисобственных частот и запрос:55ВВЕДИТЕ ЧИСЛО СОБ.
ЧАСТОТ, ПОПАДАЮЩИХ В ДИАПАЗОН ВОЗБУЖДЕНИЯ (обычно 0...1000 Гц) =Диапазон возбуждения определяется конструкцией ШУ (наличие приводнойзубчатой передачи, число шариков в подшипнике и т.д.) и служебным назначением станка (выполняемые операции, требования по точности и т.д.).Далее, в зависимости от вида расчета, выводятся следующие сообщения изапросы.2 - собственные частоты, формы колебаний ШУ и АФЧХНа дисплей выводятся значения выбранных собственных частот, модального коэффициента демпфирования и соответствующие им нормальные формыколебаний, количество которых определено предыдущим запросом.БУДЕМ ПЕЧАТАТЬ РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА НА АЦПУ ? (Y/N)Если ответ будет положительный (Y), то результаты выведутся на бумагу.БУДЕМ СЧИТАТЬ АФЧХ ? (Y/N)Если будет введен (Y), то программа перейдет к расчету АФЧХ (вид расчета = 3).3 - только АФЧХДля расчета АФЧХ необходимо дать ответы на следующие вопросы:ВВЕДИТЕ НОМЕР УЗЛА ПРИЛОЖЕНИЯ НАГРУЗКИ =ВВЕДИТЕ НОМЕР КООРДИНАТЫ ПРИЛОЖЕНИЯ НАГРУЗКИХ-1; Я-2; FI(Y)-3В ответ на этот запрос нужно ввести одну из цифр 1, 2 или 3, соответствующуювыбранной координате.
Эти два запроса определяют, к какой узловой точке и покакой координате прикладывается нагрузка (координата входа).Следующий запрос определяет шаг измерения значений частот при расчетеАФЧХ в диапазоне между собственными частотами:ВВЕДИТЕ КРУПНЫЙ ШАГ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ(50...250 Гц) =В окрестности собственной частоты шаг выбирается автоматически израсчета наилучшего воспроизведения АФЧХ.ВВЕДИТЕ НОМЕР УЗЛА, В КОТОРОМ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯПЕРЕМЕЩЕНИЕ =ВВЕДИТЕ НОМЕР КООРДИНАТЫ, ПО КОТОРОЙОПРЕДЕЛЯЕТСЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ Х-1; Я-2; FI(Y)-3Эти два запроса определяют узловую точку и координату, по которой определяется АФЧХ (координата выхода).После окончания расчета на дисплей выводятся рассчитанная АЧХ в виде парчисел (частота, амплитуда).
Для приостановки вывода необходимо нажать клавишу"пробел". При повторном нажатии вывод возобновляется.После окончания вывода на дисплее появляется запрос:56БУДЕМ ПЕЧАТАТЬ РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА НА АЦПУ ? (Y/N)Если ответ положительный, то результаты выведутся на бумагу. Следующимзапросом предоставляется возможность проведения другого варианта АФЧХ:БУДЕМ СЧИТАТЬ ДРУГОЙ ВАРИАНТ АФЧХ ? (Y/N)Если ответ положительный (Y), то программа перейдет к началу расчета АФЧХ(вариант расчета = 3) и необходимые запросы повторяются.После окончания любого из видов расчетов осуществляется переход к началупрограммы, на дисплей выводится меню из видов расчета. Если необходимопрекратить расчет, что соответствует виду расчета - 4, то вводится цифра 4.Аварийный выход из программы осуществляется одновременным нажатиемклавиш <УПР> и <С>.9.3.
ВВОД ИСХОДНЫХ ДАННЫХДанные по расчетной схеме - топология и параметры перед выходом на ЭВМзаносятся в специальные таблицы.Для ввода данных в ЭВМ аналогичные таблицы заполняются с помощьюредактора текстов.При заполнении необходимо следить за тем, чтобы исходные данные таблицыне менялись, т.е. не увеличивалось количество строк и не изменялось положениесимволов таблиц.
Численные значения записываются в специальных свободныхпозициях. Если численное значение отсутствует, то соответствующей переменнойприсваивается нулевое значение. Перед заполнением таблиц вводятся следующиеисходные данные:- количество узловых точек;- количество стержней;- количество пружин;- количество сосредоточенных масс;- количество статических сил;- количество динамических сил;- учет веса стержней (1 - да; 0 - нет);- минимальная исследуемая частота, Гц;- максимальная исследуемая частота, Гц;- характеристики материала:модуль упругости, Дан/ см2;плотность, г/ см3;коэффициент рассеяния энергии.В табл.
20 заносят параметры стержней: начальный и конечный узел, наружныйи внутренний диаметр, а также длину стержня.57В табл. 21 заносят параметры упругих элементов (пружин). Для каждойпружины по расчетной схеме отмечают начальный и конечный узел, рассчитывают осевую, радиальную и угловую жесткость, а также коэффициент рассеянияэнергии.В табл. 22 заносят сосредоточенные массы, отмечая номер узла, в которомони находятся, величину каждой массы и рассчитывают момент инерции массы.В табл. 23 заносят точки приложения нагрузки и ось ее приложения.В табл. 24 заносят координаты всех точек расчетной схемы по оси Х.При расчете АФЧХ точка и координата приложения нагрузки и определениеперемещения вводится в диалоге.9.4. ОПИСАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТАРезультаты расчета выводятся на дисплей и АЦПУ или записываются намагнитный диск.При статическом расчете выводятся:- деформация ШУ во всех узловых точках по координатам Х и Z и поворототносительно оси Y;- реакции в опорах ШУ в порядке возрастания номеров пружинных элементов.При динамическом расчете выводятся:- собственные частоты;- относительные коэффициенты демпфирования;- нормальные формы колебания ШУ.АФЧХ рассчитывается в частотном диапазоне, ограниченном выбранныммаксимальным значением собственной частоты.
Между собственными частотами шаг по частоте задается крупным, исходя из того, что общее количество точек,в которых будет проводится расчет, было не более 100. В окрестностях собственныхчастот шаг автоматически уменьшается из того расчета, чтобы в них попало неменее 10 точек.Результаты расчета могут выводиться в виде графиков. Для этого онизаписываются на магнитный диск, после чего по соответствующей программестроятся графики на графическом дисплее или графопостроителе.Данные, записанные на магнитный диск, могут использоваться другимипрограммами для дальнейших расчетов УС станка.9.5. ОПИСАНИЕ ПРИМЕРА РАСЧЕТА ШУВ качестве примера приведен расчет ШУ многоцелевого станка (рис.
11).Ниже на рис. 11 изображена соответствующая ему расчетная схема (РС). На РС58ШУ учтены как шпиндель с опорами, так и оправка с инструментом. Оправкаразбита на 5 стержневых упругих элементов, ей принадлежат узловые точки с 1й по 6-ю. В 1-й узловой точке расположена сосредоточенная масса, учитывающаяинерционные свойства инструмента (фрезы). Стык хвостовика оправки с конусомшпинделя моделируется двумя пружинами 6 и 7, жесткости и относительныекоэффициенты рассеяния энергии которых определены согласно [8].Тело ШУ разбито на 7 упругих элементов и ему принадлежат узловые точкис 7-й по 15-ю.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
