Krachten berekenen in een accelererend object

[huenestein]

Goede middag leden
Voor een stageopdracht moet ik een aantal dingen bereken. Ik weet alleen niet zeker of ik zo de goede richting in ga, dus vraag ik uw hulp.

displacement 0% 540 keer bekeken

Het voorwerp zit in de afbeelding hierboven bij het blauwe gedeelte vast in een klem van een robotarm en er treedt een verplaatsing van 6,88 mm op in de z-richting (verticaal). Dit komt door de momentkrachten die in het gietstuk. Dit is echter alleen door de zwaartekracht.  

kracht 539 keer bekeken

Als een robotarm hem op tilt zal de verplaatsing groter worden. Dit komt omdat de momentkrachten groter zullen worden. Als voorbeeld nemen we de aanname dat de snelheid na 0,2 seconden 0,5 m/s is. Acceleratie=∆v/∆t=0.5/0.2=2.5m/s². Om deze in de simulatie te betrekken moeten we eerst snappen waar hij terecht zal komen. hierboven is een simpel vrijlichaamsschema van een voorwerp te zien die vast zit in de muur (Bekijk in spiegelbeeld voor dit voorwerp). Alleen de Fay is hier weergeven door het ontbreken van de Fax kracht. Het moment in punt a is ook niet weergeven omdat deze voor de berekening geen belang heeft.  


De Fz bestaat uit de gravitatieversnelling (9,81) keer de massa (10.242kg) in het zwaartepunt van het voorwerp. Dus voor dit voorwerp is dat Fz=9.81*10.242=100.474 Newton. Maar de kracht is naar beneden gericht en daarom is hij –100.474N. Omdat de sommatie van de Fy krachten 0 moet zijn is Fa=-Fz. Dus Fa=100.474N. Dus Fz is de omgekeerde waarde van Fa. 


Omdat de gravitatieversnelling een versnelling is zou je deze ook als a=9.81m/s² kunnen schrijven. Als nu punt A opeens met 2.5m/s² naar boven wordt geaccelereerd, zal dit ook een effect hebben op de resulterende kracht in het zwaartepunt. Schijnkracht noemen ze dit. Om de versnelling in punt a om te zetten naar Newton wordt het massa*versnelling=kracht --> 10.242*2.5=25.605N. Dus in het zwaartepunt wordt het –25.605N. Samen met de zwaartekracht –100.474-25.605=-126.079N. 


Maar dit is hetzelfde als de twee versnellingen bij elkaar optellen en dan keer de massa vermenigvuldigen. Dus kan ik de gravitatieversnelling in solidworks gewoon met 2,5 m/s² verhogen. (9.81+2.5)*10.242 is immers ook 126.079N. 
 
Ben ik zo op de goede weg of moet ik wel het de momentkracht in punt A rekening houden? Op welke manier moet ik daar rekening mee houden?
Of kan ik deze berekening geheel de prullenbak in schuiven? haha.
Of is er ook een manier om dit in solidworks zelf te berekenen?
 
Alvast erg bedankt voor de hulp.
met vriendelijk groet,
Huenestein
 

 

[kwasie]

Het lijkt erop dat Fz in het midden (L/2) aangrijpt. Terwijl het stuk eruitziet alsof het zwaartepunt een stuk verder naar rechts ligt.
 
Het moment dat in punt A optreed is de tegenwerking van die 100kN,  verhoog dat tot 126kN, en het tegenwerkend moment in de robotarm wordt groter. (Wat je slordige VLS zou voorkomen dat het gaat draaien.)
 
In SolidWorks geeft je aan dat het links vast zit aan de wereld. Daarmee rekent het de reactiekrachten uit.
Je kan in SW de zwaartekracht aanpassen tot die 2,5+9,81 of die Fz vergroten met je eigen berekening.
Volgens het principe van superpositie moet dit kunnen.
 
 
Echter is er ook zoiets als ruk, daardoor de maximale versnelling weleens een stuk groter zou kunnen zijn dan de gemiddelde versnelling.
En waarom klem je hem in op het zwakste punt? Waarom bereken je eigenlijk de verplaatsing en niet de spanning?
Het maximale trekmoment lijkt mij niet onbelangrijk, voor een gietijzer stuk van tienduizend kilo.

[huenestein]

Goede morgen Kwasie,
Hartelijk bedankt voor je reactie.
 
Het klopt dat het zwaartepunt niet in het midden ligt inderdaad. Ik zie ook dat ik een foutje heb gemaakt, Het is namelijk een gietstuk van 10,242 kg en niet 10242kg. Voor de uitkomst maakt dat niet zo veel uit, maar het is wel slordig. 
 
Ik heb gekozen voor de verplaatsing, omdat het alleen ging om het bekijken of het zo mogelijk was om het werkstuk te verplaatsen zonder dat er teveel verplaatsing was zodat het ergens ongewild tegen aan zou botsen. Het zwakste punt waar hij  nu vast zit is de giettap en van daar loopt het metaal naar binnen in het werkstuk, Deze wegen worden later verwijderd dus de spanning en trekmoment zijn in dit geval niet zo belangrijk.
 
De mogelijkheden van een interne circulaire grijper ben ik ook aan het verkennen. Er zit namelijk ook een gat in het midden, dit kan je alleen vanaf deze hoek niet zien.
 
Ik ga dan nog even kijken naar de ruk en de maximale versnelling.
Heel erg bedankt voor de snelle reatie!
Groetjes,
Huenestein