Жесткость: Алюминий vs Сталь
Не знал куда запостить. но все-таки связано со станкостроением поэтому сюда решил…
итак вопрос следующий: захотелось сравнить прочностные характеристики 2 различных деталей на изгиб. в Autodesk Inventor’е имеется Stress Analysis. но то что он выдает после расчетов мне как филькина грамота: Von Mises Stress, 1st Principal Stress, 3rd Principal Stress итд… в общем цифры какие-то есть а их значение совершенно непонятно 😦(((
в общем на пальцах так:
какая из деталей будет прочнее на изгиб?
какая будет прочнее на кручение винтом?
судя по цветным шкалам - двутавр, как минимум в три раза прочнее, чем швеллер
Так всё-таки- жёсткость, или прочность интересует?
Для начала двутавр гнуть в этой плоскости неправильно он на это не расчитан, также как и швеллер. Во вторых тебе нужна жескость, а ты меряешь напряжение. Там есть в инвенторе смещение, покажет сразу в мм.
Если нужно кручение то нужно приставить силы которые будут детали скручивать а не как у тебя. Но сразу скажу что открытые профили плохо работаю на кручение. Также ты не неаписал здесь силу которую ты прикладываешь.
Если хочешь я тебе смоделирую, говори какой тавр и какая сила, у меня инвентор с библиотекой, там реальные профили джеталей а не как у тя, таких как у тебя не бывает.
olkogr:
таких не бывает, я знаю - я сам их нарисовал.
я вот думаю как лучше сделать платформу на оси Z на которой будет стоять шпиндель. и варианта 2: либо (а) сварная конструкция паз-в-паз из стали скажем 6 мм толщины (вес 7 кг на длине 600мм), либо (б) дюралевые плиты порезаны и скручены перпендикулярно + посажены на клей (порядка 6 кг на той же длине).
поскольку ход оси Z пока что планируется 250-300мм то платформу сделал для начала длиной 600мм. и хотел сопоставить что из них будет жестче и лучше сопротивляться боковым нагрузкам и вращательным.
PS. да, в расчетах силу приложил 100Н
PS2. речь про большой кондовый тяжелый станок для глубокой фрезеровки цветмета.
народ,
все-таки, пжлста подкиньте идейку из чего оптимальнее сделать платформу?
// станок для резки всего от деревяшек до цветмета (и вероятно выше)
на платформе будут висеть:
- шпиндель ER-20 на 2.2 кВт с понижающим редуктором 5.2 : 1 (диапазон 8000-24000 об/мин понижается до 1538 - 4615 об/мин). вес шпинделя 5 кг
- кабель канал с проводами и шлангами ОЖ + СОЖ. вес около 1 кг
- ШД весом 1.5 кг
всем этим я хочу резать алюминий со съемом до 5мм глубиной за проход фрезой, скажем, ф10.0мм.
и самое главное - ход оси Z планируется 250-300мм.
из чего делать платформу? облазил яндекс в поисках фоток, картинок - безрезультатно…
Так для начала что в твоем понимании платформа?
5мм за проход это вообще …
Ты посмотри сколько на зуб попадает…
Если платформа зет это то к чему крепятся каретки игрик, то та ни двутавр ни швеллер не пойдет оптимально. Нужна труба прямоугольная толстостенная, ее шлифануть с двух сторон и вуаля.
(1) поковырялся немного в Stress Analysis’е и пришел к выводу что швелер из Aluminium-6061 с толщиной полок (и высотой 60мм) и стенки в 15мм при прочих равных будет жестче чем стальной двутавр (из примеров выше). упражнялся с силой в 1000Н и продавливал по центру; смотрел на прогиб в мм.
поэтому исхожу что нужно отлить цельный дюралевый швелер.
(2) платформа - это подвижная часть на которой висит шпиндель:
Ты это люминий найди сначала (сплав с закалкой) Возьми швеллер стальной подбери и буш удивлен жескостью (думаю 16-18 сайдет) тока не гризи его изнутри, жескость пропадет
не совсем понял жесткостью чего я буду удивлен? алюминия? стали 16-18?
конструкция прикольная, тока швеллер изнутри не плоский
я имею ввиду чо швеллер 18 в твоей конструкции победит люминь
и люминь этот ты не найдешь
пиши в асю 345667031
пока не сплю…
платформа - это подвижная часть на которой висит шпиндель:
Настоятельно предлагаю сделать везде, где только можно, усиливающие рёбра. А подвижную часть(где шпиндель) сделать коробчатой.
При обработке металла с таким вылетом(300мм) жёсткость ой как нужна.
На картинке- конструкция головы Z для деревообрабатывающего 3000х1000х150мм.
Надеюсь на достаточную для дерева жёсткость.
Материалы- плита Ст10. 10мм., Д16- 30мм.
Aluminium-6061
Этот сплав - аналог нашего АМГ. Абсолютно не стоек к деформации. Оно и правильно - он был специально изобретен, чтобы. скажем, внутреннюю часть ниши шасси “в один удар” изготавливать. А также всякие там зализы, обтекатели и прочее.
Хотите прочный алюминиевый сплав - ищите В95 (он же 7075). Надеюсь, то, из чего делается лонжерон самолета, и на станок вполне пойдет.
Этот сплав - аналог нашего АМГ
6061- АД33
Отличается хорошей усталостной стойкостью.
Применяется(применялся) для изготовления лонжеронов лопастей вертолётов.
Каюсь - с 6063 перепутал.
Но один черт - что 6063, что 6061 - сплавы, рассчитанные на хорошую свариваемость, пластические деформации, а 6061 - еще куется и склеивается (что как раз и нужно для лопасти)
Для станка - или Д16Т с закалкой или В95.
какая из деталей будет прочнее на изгиб?
У вас же на графиках деформаций все видно: если приложить одинаковой давление в точке, обозначенной стрелкой, то верхняя заготовка прогнется в максимуме на 1,199мм а нижняя только на 0,3918мм. Поэтому двутавр тут явно проигрывает.
судя по цветным шкалам - двутавр, как минимум в три раза прочнее, чем швеллер
в 3 раза слабее)))
Nikomas: ну вот спрашивается, как вы из графика определили что верхняя заготовка прогнется на 1.199мм, а нижняя на 0.3918мм?
и почему настолько а не на другие числа которые нарисованы на шкале?
и вообще единицы измерения этой шкалы - мегапаскали (MPa)
график этот изображает результаты von Mises Stress. что это такое - я понятия не имею.
немного повозившись с программным пакетом я научился вроде определять деформацию в единицах длины… но это другие графики…
Nikomas: ну вот спрашивается, как вы из графика определили что верхняя заготовка прогнется на 1.199мм, а нижняя на 0.3918мм?
там же рядом с графиком стоят цифры которые соответствуют определенному цвету. А значит посредине максимальный прогиб (до красного цвета) и максимальные значения.
еще раз: эти цифры - мегапаскали. в паскалях измеряется давление.
вот сравнение деформаций в мере длины.
во всех случаях платформа фиксировалась в 2х точках нижней плоскости: (а) с торца и (б) посередине. была приложена сила в 1000Н на плоскость оставшейся “половины”.
результаты смещения (на этот раз в миллимтерах) представлены ниже:
примечательно что шкала для швелеров одинаковая, а различить “радужку” по рисунку проблематично. в целом деформации очень похожи.
кроме этого примечательно что алюминиевый швелер просто изогнулся в то время как у стальных швелеров еще была тенденция к “развороту” полок.
если смотреть на абсолютные значения то груз в 100 кг прогибает алюминий на 0.11 мм, а сталь (12П и 14П) на 0.08 мм.
мне кажется, что такое вполне приемлемо. я не предполагаю что такая нагрузка может возникнуть во фремя фрезеровки алюминия при работающей фрезе… поправьте если я ошибаюсь.
На графике напряжение внутри металла. И график показал что в двутавре напряжение намного больше, и наверно ИМХО прогнется он меньше швеллера. Но все равно для таких конструкций есть двутавр с широкими полками (колонный) Так и швеллер широкоплочный, но где его найти…
Если есть достуа к станочному оборудованию, то возьми 16 лист, нарежь заготовок, шлифани и скрути по форме швеллера болтами. Можно сверху нескольо перемычек сделать, хотя если все рвоно то они не нужны.
Разницы в швеллерах нету так как разница в полках 14 ы 12 всего ничего.
Ты сылу неправильно приложил, нарисуй шпиндель с креплением, он же еще на выносе тяни за фрезу. и при той же силе у тя будет уже 0,2мм. Сил в 100 кг статических не будет, а вот динамические могут быть. Я бы на меньше не считал.
возьми 16 лист, нарежь заготовок, шлифани и скрути по форме швеллера болтами
речь про алюминий или сталь?
если я соберу швелер из одной стенки и 2 полок то как в инвенторе указать что они не являются одним целым а соединены только на болтах в отдельных точках? (для целей расчета нагрузки в Stress Analys’е) ?