đồ án: thiết kế công nghệ CAD/CAM trong gia công cơ khí, chương 13 pot

Chương 13: Phân tích Dao động tự do Free Vibration Analysis Dao động tự do là dao động mà các tần số chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của hệ mà không phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài

Chương 13: Phân tích Dao động tự do (Free

Vibration Analysis)

Dao động tự do là dao động mà các tần số chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của hệ mà không phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài

Trong phần này, việc mô phỏng dao động tự do được thực hiện một cách tổng quát Trong mô phỏng việc phân tích dao động tự do tương tự như việc phân tích trạng thái tuyến tính (thẳng)

Bài toán tính dao động tự do có phương pháp chính cần phải làm: + Cơ sở của phân tích dao động tự do (Free Vibration Analysis): Tính toán dao động tự do thông qua tần số i và kiểu dao động i

được tính toán bằng công thức:

   

 K i M  i 0

Trong đó :  K và  M là các hằng số không đổi phụ thuộc vào:

- Độ đàn hồi tuyến tính được giả định

- Cấu trúc có thể bị cưỡng bức hay không bị ràng buộc

+ Các biện pháp phân tích dao động tự do (Free Vibration Analysis Procedure): được thực hiện phân tích trạng thái tĩnh tuyến tính (thẳng), nó không bao trùm tất cả chi tiết Việc phân tích dao động tự do sử dụng các bước sau:

- Gán hình học

- Gán những thuộc tính của vật chất

- Định nghĩa các kiểu vùng tiếp xúc

- Định nghĩa vùng điều khiển mắt lưới

- Định nghĩa các kiểu phân tích

- Tìm các kết quả tần số yêu cầu

- Tìm các tần số tập hợp

- Giải bài toán

- Tìm ra các kết quả

Bài toán: Tính dao động tự do của vật “ corrected_bar_and

spindle_only.x_t”

Bước 1: Bắt đầu sự mô phỏng ( From the launcher start Simulation

Bước 2: Từ thực đơn văn cảnh vào thư mục Geometry -> From file

để chọn chi tiết

- Đưa tới hồ sơ có tên: “ corrected_bar_and spindle_only.x_t”

để mở nó

Bước 3: Chọn đơn vị để đặt chế độ làm việc:

Vào thực đơn New Analysis -> Modal

Bước 3: Đặt điều kiện biên

Thư mục Environment - >Supports -> Fixed Supports

Hình 3.20 Đặt điều kiện biên

Chọn Apply trong chi tiết ô của sổ Details of “Fixed Supports”

Phân tích phương thức: Trong thư mục “Analysis Settings” -> Detail of “Analysis Settings” ở mục “Max modes to Find” chọn 6 kiểu max

Bước 4: Cho chạy chương trình ta kích vào Solve

Chạy xong vào Solulition sẽ xuất hiện bảng timeline như ở hình dưới, trong dữ liệu bảng xuất hiện bảng dao động với những kiểu tần số khác nhau

Hình 3.21 Bảng kết quả dao động tự do

Với những hình dạng yêu cầu được lựa chọn tạo ra những kết quả có kiểu hình dáng khác nhau

Kích vào Solve để nhận kết quả:

Hình 3.22 Bảng các kết quả Mode shape

Khi đó ta có 6 kết quả là 6 mode shape ứng với tần số dao động riêng đầu tiên:

Hình 3.23 Mode shape 1

Hình 3.24 Mode shape 2

Hình 3.25 Mode shape 3

Hình 3.26 Mode shape 4

Hình 3.27 Mode shape 5

Hình 3.28 Mode shape 6

Nhận xét:

+ Với những biến dạng khác nhau của chi tiết ta có các giá trị tần số dao động riêng tương ứng

+ Giá trị max thay đổi còn giá trị min luôn bằng 0

Tần số dao động riêng là tần số không phụ thuộc vào dao động chung của hệ mà chỉ phụ thuộc vào dao động của bản thân nó

- Dao động riêng của một hệ thống là mô hình chuyển động

trong đó tất cả các thành phần của hệ thống chuyển động hình sin

và tần số pha giống nhau

- Những tần số riêng của một hệ thống được gọi là tần số tự

nhiên hay là tần số cộng hưởng

- Dạng dao động là một trong những phương thức quan tâm

chính, dao động đầu tiên thường có sự đóng góp lớn cho chuyển động của cơ cấu

- Trong một hệ thống ở một chế độ rung động sẽ có các nút

Những nút này tương ứng với những điểm trong kiểu hình dạng là kiểu chữ số 0 Một khi rung động của một hệ thống, sự thuyên chuyển của những điểm nút là không liên tụ

Trong một hệ thống, với hai hoặc hơn hai kích thước, có nhiều tần số dao động riêng nhưng ta thường lấy sáu tần số dao động tự

do đầu tiên, đó là: ba tần số dao động tịnh tiến theo ba phương X,

Y, Z và ba tần số dao động quay theo ba phương đó Còn các tần

số dao động khác là sự kết hợp của nhiều phương với nhau