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DrehzahlproblembeiForceMotormitReibung.pdf

Hallo zusammen,

am besten gleich ins .pdf anschauen, da ist alles anschaulich erklärt.

in Applikation > Mechanism habe ich ein Problem mit einem ForceMotor (Linearmotor) unter Verwendung einer Primary Variable und Reibung.
Der Motor soll mit einem Moment von 20Nm bis auf 216 Grad/sec beschleunigen.
Das komplette System soll im Anschluss mit einer dynamischen Analyse berechnet werden.

Problembeschreibung :

Um mein Problem detaillierter beschreiben zu können, habe ich den fehlerbehafteten Teil der zu untersuchenden Armatur in der Baugruppe Master.asm vereinfacht dargestellt.

In Bild 01 wurde eine Analyse OHNE Reibung durchgeführt. Wie man sieht, werden die Drehzahlgrenzen hier eingehalten.

In Bild 02 wurde eine Analyse MIT Reibung durchgeführt. Wie leicht zu erkennen ist, wird die Drehzahlgrenze um ein vielfaches überschritten.

Zusammenbau Beschreibung :

Hier, in Bild 03, eine Veranschaulichung des grundlegenden Aufbaus der Baugruppe.
Die Spindelkraft stellt die Normalkraft FN dar, welche sich auf die Reibkraft FR auswirken soll.

In Bild 04 ist die Definition des ForceMotors (Linearmotor) und der Primary Variable zu erkennen.

Meine Frage :

Warum macht mir die dynamische Analyse mit aktivieren der gesamten Reibung Probleme ?
Bild 05

schöne Grüße,

Strahd

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Hoffnung ist nicht der Glaube daran, das eine Modellierung mit ProE gut ausgeht, sondern die Gewissheit, das diese Sinn hat, egal wie es ausgeht !

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Wenn ich geistig das Modell nachbaue, komme ich an einer Stelle nicht weiter.
 

Zitat:

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Die Spindelkraft stellt die Normalkraft FN dar, welche sich auf die Reibkraft FR auswirken soll.

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Du hast ein Drehgelenk erzeugt und darauf einen Forcemotor gesetzt. Spindel lässt darauf schliessen, dass sich noch was linear bewegen soll. Es muss also mindestens noch ein Schubgelenk/Zylinderlager und eine Zahnstangenverbindung existieren. Daher folgende Fragen:
-An welcher Gelenkstelle hast du die Reibwerte definiert?
-Wirkt die Normalkraft axial/radial auf das linear zu bewegende Bauteil oder auf die Spindel?
[Edit]-ist es möglich, dass die Normalkraft das ganze "antreibt" und der Forcemotor als Bremse arbeitet? - Richtungssinn und Beträge der Kräfte/Momente prüfen [/Edit]

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Gruß Marco

[Diese Nachricht wurde von Nobody333 am 15. Okt. 2008 editiert.]

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2008-10-15_0946.JPG 2008-10-11_1713(KraftmotorProblemDrehzahlsprünge).rar

Hi Nobody333,

Die Spindel ist als Schubgelenk definiert und über Ritzel/Zahnstange mit "Körper1" verbunden.
Allerdings tut schon diese Verbindung nichts zur Sache, da diese in meinem Testmodell nicht vorhanden ist.

Zitat:

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-An welcher Gelenkstelle hast du die Reibwerte definiert?

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Die Reibwerte habe ich nur an der Rotationsachse des Drehgelenks definiert (Siehe 2008-10-15_0946.jpg)

Zitat:

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-Wirkt die Normalkraft axial/radial auf das linear zu bewegende Bauteil oder auf die Spindel?

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Die Normalkraft wirkt in axiale Richtung von "Körper1"

Zitat:

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-ist es möglich, dass die Normalkraft das ganze "antreibt" und der Forcemotor als Bremse arbeitet? - Richtungssinn und Beträge der Kräfte/Momente prüfen

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Das habe ich geprüft, der Forcemotor arbeitet mit einer ausreichend großen Kraft

Ich habe noch meine Baugruppe mit angefügt, falls jemand reinschauen möchte.

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2008-10-15_1429.pdf

Hier eine Antwort vom PTC-Support :

Zitat:

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Die Kraft-Motor ist sehr gross so das die Drehzahl sehr schnell steigt wenn diese unter 216 kommt.
Ich habe den verkleinert.
Zweitens ist es sehr wichtig bei dynamische Analysen den Zeitschritt genuegend klein zu setzen
(max. 0,01 s.)

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Daraufhin meine Antwort :

Zitat:

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Wie bereits beschreiben, ist diese Baugruppe ein Bestandteil einer Armatur.
Diese Armatur soll analysiert werden.
Da der "wirkliche" Motor mit 20Nm dreht, muss dieser Wert auch eingegeben werden.
Ihre Eingabe mit 0,02Nm ist daher nicht haltbar.
Aus welchen genauen Gründen kann ProE das hohe Moment nicht verarbeiten ?
Die Analyse der neuen Baugruppe stellt mich nicht zufreiden. Die Graphen sind nach wie vor falsch. Drehzahl mit 230 Grad/sec immer noch zu hoch.

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Laut einer neuen Aussage des Supports muß noch ein weiteres Planares Gelenk bei dem Drehgelenk eingeführt werden, damit die Reibung angegeben werden kann.

Ist das nicht doppelt-gemoppelt ? Ein Drehgelenk hat doch selbst schon eine Verschiebungssperre.

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Zitat:

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Original erstellt von Strahd:
Laut einer neuen Aussage des Supports muß noch ein weiteres Planares Gelenk bei dem Drehgelenk eingeführt werden, damit die Reibung angegeben werden kann.

Ist das nicht doppelt-gemoppelt ? Ein Drehgelenk hat doch selbst schon eine Verschiebungssperre.

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Genau an der Stelle hab ich auch gegrübelt. Man kann aber vermuten, das an der Sperre der Verschiebung keine Reibung übertragen wird, da nur ein Satz Reibwerte zugewiesen werden kann. Man müsste eigentlich den Reibwert für die Zylinderfläche und die planare Fläche getrennt eingeben können. Als Alternative das Drehgelenk rauswerfen und ein Zylinderlager (Verschiebung ist frei) und ein planares Lager einfügen. Wenn du das Drehgelenk mit dem planaren Lager koppelst, wird die ganze Sache überbestimmt und du weist nicht, über welche Verbindung die Kraft übertragen wird.

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Gruß Marco

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2008-10-17_1031.JPG

Folgende Aussage habe ich nicht ganz verstanden:

Zitat:

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Man kann aber vermuten, das an der Sperre der Verschiebung keine Reibung übertragen wird, da nur ein Satz Reibwerte zugewiesen werden kann

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Warum habe ich denn dann die Möglichkeit an einem Drehgelenk Reibung anzugeben ? (siehe Bild)
In welche Richtung muß denn die Normalkraft wirken, damit meine Reibung beim Drehgelenk zum tragen kommt ?

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Ich kann auch nur vermuten, wie die Reibwerte beim Drehgelenk interpretiert werden. Aus der Erläuterung zum Reibradius:

Zitat:

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Auszug aus der Hilfe:
Kontaktradius (Contact Radius) (nur für Rotationsachse) — Geben Sie den Wert für den Abstand zwischen der Gelenkachse und dem Kontaktpunkt an. Der Wert sollte größer null sein. Mechanism Design verwendet diesen Wert für die Definition des Radius eines Kreisbereichs, auf den das Reibungsdrehmoment wirkt.

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Ich verstehe das so:
Das Drehgelenk ist nur dann reibbehaftet, wenn eine Radialkraft übertragen wird. Diese Radialkraft multipliziert mit dem Reibwert ergibt eine Kraftkomponente, die intern mit dem Reibradius multipliziert zum Reibmoment wird. Die Axialkraft auf dem Drehgelenk wird nicht in eine Reibkraft umgerechnet. Das würde auch zur Antwort des Supports passen.
Nochmal mein Gedanke von oben:
Wenn man an der Zylinderfläche Radialkräfte überträgt und über die gesperrte Verschiebung Axialkräfte, so muss es möglich sein, 2 Reibpaare einzugeben. Ein gleichsetzen der Reibverhältnisse in Axial- und Radialrichtung macht in meinen Augen keinen Sinn. Das hat mich eben zu der Vermutung geführt, dass die axialen Lasten auf ein Drehgelenk keine Reibkräfte induzieren können.

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Gruß Marco

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