[de-Esterado]

Добрый день!

Первый раз вот довелось выполнять динамический расчёт в СКАДе, отсюда и вопросов много появилось. Схему приложил.
Ситуация такова - есть 16 существующих силосов. Под каждым из них хотят расположить виброконвейер. Виброконвейер будет опираться на сварную металлическую раму, которая в свою очередь будет на 4 канатах подвешена к существующим МК силосов. Между виброконвейером и сварной рамой будет заводская виброизоляция в виде резиновых цилиндров, расположенных под каждой опорой конвейера (их 4). Дополнительно можно поставить виброизоляцию в верхнем узле для подвешивания каната. Модель эскизная в формате DWG.

Частота колебаний каждого виброконвейера 23,5 Гц, масса 1300 кг. Эффективность заводской виброизоляции пока не знаю, т.к. данных нет от производителя. Дополнительная виброизоляция это уже моя придумка, чтобы совсем минимизировать передачу динамики МК. Амплитуды колебаний гармонической нагрузки тоже скоро обещали дать.

А вопросы у меня вот какие (если где криво написал - пардон):

1) Сосредоточенные массы задавать только в точках подвеса виброконвейера или ещё по середине каждой балки для учёта колебаний её массы?
2) Сосредоточенная масса в точке подвеса виброконвейера равна 1300/4=325 кг?
3) Если в один узел приходят два подвеса от виброконвейеров, то амплитуду колебаний в этой точке нужно умножать на два?
4) Если колебания происходят в 3 плоскостях, то частота колебаний одинаковая в каждой плоскости?
5) Учесть влияние колебаний по всем 3 направлениям одновременно, чтобы приблизить к реальной картине, можно с помощью РСУ?
6) Выполнил расчёт с учётом только вертикальных колебаний, и получилось, что частота первой формы собственных колебаний конструкции выше, чем частота вынуждающей силы с учётом использования виброгасителей. Резонанса следовательно не возникнет. Но может есть ещё какие-то особенности реакции конструкции в этом случае?
7) Почему после расчёта получились такие большие значения перемещений от динамики? Как их вообще расценивать?

Ну и вообще рад буду любым советам и замечаниям

[VasiliyR]

Отвечу на общие вопросы.

1) Сосредоточенные массы задавать только в точках подвеса виброконвейера или ещё по середине каждой балки для учёта колебаний её массы?

Сосредоточенные массы располагайте в местах их реальной концентрации (груз на балке). Остальные массы (собственный вес балки) по крайней мере несколько на элемент. В общем случае зависит от расчетной схемы и исследуемых колебаний (по полуволне, целой волне и тд), но учитывая нынешние производительности компьютеров, можно всегда задавать больше, чем необходимый минимум. Чем ближе расчетная схема к системе к бесконечно большим числом степеней свободы, тем точнее результат, но больше время счета (хотя, водонапорную башню можно считать системой в одной массой).

2) Сосредоточенная масса в точке подвеса виброконвейера равна 1300/4=325 кг?

Смотрите на реальную конструкцию, а далее на способ ее моделирования в расчетном комплексе (плоская рама или пространственная)

3) Если в один узел приходят два подвеса от виброконвейеров, то амплитуду колебаний в этой точке нужно умножать на два?

Амплитуда колебаний - это свойство динамической системы. Ни на что ее умножать не нужно.

4) Если колебания происходят в 3 плоскостях, то частота колебаний одинаковая в каждой плоскости?

Маловероятно, если не сказать невозможно. Плоскости и вовсе зависят от выбранной системы координат. А уже потом реальные колебания системы исследуются путем разложения на эти плоскости.

5) Учесть влияние колебаний по всем 3 направлениям одновременно, чтобы приблизить к реальной картине, можно с помощью РСУ?

Последующую сборку разложенных колебаний по собственным формам производят не по РСУ, а по CQC или SRCC. Какая-то аналогия все же в этом имеется.

6) Выполнил расчёт с учётом только вертикальных колебаний, и получилось, что частота первой формы собственных колебаний конструкции выше, чем частота вынуждающей силы с учётом использования виброгасителей. Резонанса следовательно не возникнет. Но может есть ещё какие-то особенности реакции конструкции в этом случае?

Это весьма спорный вопрос, как и любой другой в инженерной практике. Поэтому вводятся ограничения, что-то вроде 1,3 снизу и сверху.

7) Почему после расчёта получились такие большие значения перемещений от динамики? Как их вообще расценивать?

На то это и динамика и вообще резонанс - резкое увеличение перемещений.

[de-Esterado]

Спасибо большое вам, Василий, за отклик. Часть вопросов прояснилось в моей голове, а часть что-то совсем запуталась

Сообщение от VasiliyR Последующую сборку разложенных колебаний по собственным формам производят не по РСУ, а по CQC или SRCC. Какая-то аналогия все же в этом имеется.

С помощью СКАДа эту сборку колебаний выполнить невозможно? Как тогда быть, если нет времени изучать новые программы? Пренебрегать горизонтальными колебаниями и оставлять вертикальные только? Или рассчитывать на каждые отдельно, а потом суммировать значения перемещений и напряжений?

Сообщение от VasiliyR Это весьма спорный вопрос, как и любой другой в инженерной практике. Поэтому вводятся ограничения, что-то вроде 1,3 снизу и сверху.

Насколько я понимаю вы говорите о неком коэффициенте, на который домножают значение частоты первой формы собственных колебаний? Или домножают значение частоты вынуждающей силы?

Сообщение от VasiliyR На то это и динамика и вообще резонанс - резкое увеличение перемещений.

Но это происходит на всех 5 формах собственных колебаний независимо от того, какая частота внешнего воздействия - близкая к какой-нибудь форме собственного колебания или нет. Но есть одно наблюдение на этот счёт. На всех схемах с перемещениями есть одно максимальное перемещение, которое равно 1000 (мм судя по всему). Остальные перемещения ниже этого значения. Как тут понять величину реального перемещения?

----- добавлено через ~60 мин. -----
Перемещения получил адекватные только после того, как задал ориентировочно амплитуду колебаний равной 0,5т. Максимальное значение около 1мм. А вообще амплитуда колебаний масс от собственного веса балок будет равна амплитуде колебаний масс в точках подвеса виброконвейера? И где можно посмотреть допустимые перемещения от гармонической нагрузки?

[vanAvera]

Сообщение от de-Esterado одно максимальное перемещение, которое равно 1000 (мм судя по всему)

Это условные единицы. 1000 - максимум по одному из направлений

[de-Esterado]

Сообщение от vanAvera Это условные единицы. 1000 - максимум по одному из направлений

Не подскажете, почему СКАД не хочет учитывать резонанс при вычислении и перемещений и усилий, несмотря даже на то, что я частоту вынуждающей силы задаю равной частоте одной из форм собственных колебаний?

[ETCartman]

Недавно плотно разбирался с расчетом
1) Массу оборудования задавать не надо, если пружины достаточно мягкие (см. пособие по расчету на дин нагрузки). Определяете частоту конструкции. В вашем случае чем она ниже тем меньше динамические усилия
2) Если вы не можете сделать свою конструкцию жестче 23,5 Гц (а скорее всего не можете) то основной расчет будет переход через резонанс - надо знать время старта и останова. Стационарный расчет даст скорее всего очень небольшую динамику, а переход через резонанс - где то 3..4
И все равно в скаде его сделать сложно, проще по пособию - там есть формулы.

http://mysopromat.ru/uchebnye_kursy/...prugih_sistem/

http://www.scielo.org.za/scielo.php?...92015000100004

[de-Esterado]

ETCartman, благодарю за информацию. Вы имеете в виду "Инструкция по расчету несущих конструкций промышленных зданий и сооружений на динамические нагрузки ЦНИИСК"?

----- добавлено через ~6 мин. -----

Сообщение от ETCartman Стационарный расчет даст скорее всего очень небольшую динамику, а переход через резонанс - где то 3..4

А 3...4 - это значит в 3...4 раза значение будет больше, чем при стационарном расчёте?

[vanAvera]

Сообщение от de-Esterado почему СКАД не хочет учитывать резонанс при вычислении и перемещений и усилий, несмотря даже на то, что я частоту вынуждающей силы задаю равной частоте одной из форм собственных колебаний?

Как это не хочет? Может все же учитывает?

[de-Esterado]

Сообщение от vanAvera Как это не хочет? Может все же учитывает?

может я ошибся где в задании нагрузки...если частоту вынуждающей силы меняю, эпюра моментов почти не изменяется. без разницы близко ли собственная частота или далеко от заданного значения. можете глянуть, если будет минутка

[ETCartman]

Сообщение от de-Esterado ETCartman, благодарю за информацию. Вы имеете в виду "Инструкция по расчету несущих конструкций промышленных зданий и сооружений на динамические нагрузки ЦНИИСК"? А 3...4 - это значит в 3...4 раза значение будет больше, чем при стационарном расчёте?

Да - вот она. https://dwg.ru/dnl/1861 В англоязычной статье, на которую я дал ссылку - методика фактически приведена для случая постоянных амплитуд при старте/стопе, то есть как если бы коэффициент мю брался без множителя. Это понятно из сопоставления результатов. Методика ЦНИИСК учитывает также случай переменной амплитуды (мю с множителем = отношение частот в квадрате) , но дает расхождение не в запас с точным решением и дифференциальным уравнением при малых собственных частотах (при которых Кдин очень маленький - это практически не актуальный диапазон). То есть по сопоставлению с дифуравнением получается что если частота конструкции/частота нагрузки <0.5 то надо брать частота конструкции = 0,5* частота нагрузки, чтобы не ошибиться не в запас. Во всем прочем это отличная методика - более чем достаточно и просто.

Практически, как написано в том числе и в статье - чем меньше частота (то есть чем гибче) - тем меньше динамический коэффициент. Попытка дать запас в конструкции оборачивается большим коэффициентом динамичности и необходимостью делать еще жестче.
То что вы ставите дополнительные пружины (если я верно понял) - снижает динамику при переход через резонанс самого оборудования. То есть почему я написал выше (и это же в рекомендациях написано) - массы разделенные эластичными элементами колеблются практически независимо друг от друга, учитывать массу оборудования в расчете конструкции не нужно.

То что считает на резонанс SCAD - получаются очень огромные усилия. Похоже он считает стационарную работу в резонансе или типа того, но там К=50-100 может быть для стальных конструкций легко, если попадаете на пик колоколо-образной кривой. Естественно совпадения частот и работу конструкции в резонансе не допускают никогда ввиду огромной динамики, такой расчет даже не имеет смысла. А при переходе через резонанс частоты близки очень непродолжительное время, получается как правило небольшой коэффициент.
В SCAD это лучше считать расчетом на динамику с заданием графика нагрузки по времени - в 21й версии эта опция заработала. Но при этом очень сложно анализировать результат - шаг должен быть мелкий (порядка долей периода вынуждающей силы), графики в постпроцессоре не строятся - надо экспортировать результаты в Excel и там строить графики. Там динамика возникает как несколько всплесков усилий/перемещений - анализировать сложно за весь период старта или останова, если он продолжительный.

[vanAvera]

Сообщение от de-Esterado может я ошибся где в задании нагрузки...если частоту вынуждающей силы меняю, эпюра моментов почти не изменяется. без разницы близко ли собственная частота или далеко от заданного значения. можете глянуть, если будет минутка

А собственный вес конструкций (1 загружение) сознательно не учитывается?

Сообщение от de-Esterado Не подскажете, почему СКАД не хочет учитывать резонанс при вычислении и перемещений и усилий, несмотря даже на то, что я частоту вынуждающей силы задаю равной частоте одной из форм собственных колебаний?

На простейшей схеме попробовал - действительно не учитывает.
Странно. Присоединяюсь к вопросу

UPD: приложил схему. Результаты динамического загружения - совпадают с примером, при создании дин.загружения с частотой, равной собственной - никакого эффекта резонанса не видно.

[de-Esterado]

Сообщение от ETCartman То что вы ставите дополнительные пружины (если я верно понял)

я задумывал, как виброизоляцию из резины. но если посоветуете, то могу и пружину попробовать посчитать. что лучше в этой ситуации на ваш взгляд?

Сообщение от ETCartman снижает динамику при переход через резонанс самого оборудования.

немного не понимаю как это. эти мероприятия уменьшат колебания виброконвейера и усилия в тросах-подвесах при прохождении через резонансную частоту, но при этом не уменьшат частоту вынуждающих колебаний, передающихся на конструкцию? то есть уменьшать частоту вынуждающих колебаний от виброконвейера будут только заводские виброизоляторы, которые стоят под опорами виброконвейера на раме? а если тогда дополнительную виброизоляцию поставить не в верхнем узле подвеса троса, а в нижнем, или и в верхнем и в нижнем - это поможет снизить частоту?

----- добавлено через ~7 мин. -----

Сообщение от ETCartman Да - вот она. https://dwg.ru/dnl/1861

А за пособие это огромное преогромное спасибо вам! Именно то, что долго искал на просторах инета. До этого нашёл только книгу, в которой вся методика этого пособия изложена более объёмно - "Коренев Б.Г. ред Справочник по динамике сооружений. 1972 г."

----- добавлено через ~9 мин. -----

Сообщение от vanAvera А собственный вес конструкций (1 загружение) сознательно не учитывается?

Да нет, я вроде статику верно задал. Сейчас перепроверил. Есть и нагрузка от силосов и от собственного веса

[vanAvera]

Сообщение от de-Esterado Да нет, я вроде статику верно задал. Сейчас перепроверил. Есть и нагрузка от силосов и от собственного веса

В динамическом загружении нет сбора масс из загружения 1.

[ETCartman]

Сообщение от de-Esterado я задумывал, как виброизоляцию из резины. но если посоветуете, то могу и пружину попробовать посчитать. что лучше в этой ситуации на ваш взгляд?:

Вообще динамическая нагрузка задается производителем оборудования, они же виброизоляцию проектируют. Отнюдь не факт что производитель всегда способен дать верные нагрузки и запроектировать виброизоляцию - обычно оборудование какое то стандартное, достали/разработали чертежи, подобрали-купили мотор-редуктор и производят. Тесты оборудования делают но определить усилия на конструкции - это сложные инструментальные измерения и их как правило не делают.
Так что если сомневаетесь можете достать какую нибудь методичку, запросить дополнительные данные и прикинуть самостоятельно.
Но просто подкладывать кусок резины - это может быть поможет, может нет. Может для самого оборудования амплитуды будут недопустимо велики. Потом встанет проблема эту прокладку выковыривать оттуда.
Резина менее предсказуема в расчете, пружина более - но все должно быть обосновано так или иначе.