Delucidazioni Kisssoft - sollecitazione

Buongiorno a tutti,

per interesse sto dando un'occhiata al software Kisssoft e da qualche giorno sto guardando dei tutorial e i loro pdf. Purtroppo non mi sembrano così esaustivi soprattutto sull'influenza che avranno alcuni input.

In particolare ho un dubbio sull'impostazione della sollecitazione in Calcolo Alberi-Resistenza-Dati Generali.
Posso impostare se pulsato o alternato (o valore personale). Se non sbaglio quando impongo una flessione ad un albero la sollecitazione sarà sempre alternata a seconda che il punto considerato si trovi ora al di sopra dell'asse neutro, ora al di sotto.
viceversa una torsione sarà costante...

Non capisco quindi cosa serva quel valore pulsato/alternato

Anche il menu a tendina 'caso di sollecitazione' non mi è chiaro.


C'è qualche manuale completo che non ho trovato? Qualcuno può essermi di aiuto?

Grazie

Ciao. Posdo dirti che se chiedi la versione di prova hai anche la possibilità di chiedere direttamente agli ingegneri di KissSoft. Di solito i manuali in PDF contenuti nell'installazione sono esaustivi. I tutorial aiutano parecchio.
Le sollecitazioni non sono per forza come dici tu. Pulsante da zero a più o da zero a meno. Alternato da più a meno. Con la versione personalizzata puoi decidere tu la composizione del carico. Sono diversi anni che non lo uso più ma viene abbastanza facile usarlo.
Sicuramente l'utilizzo di questo strumento presuppone la conoscenza di scienza delle costruzioni e di progettazione di organi meccanici....e non è che mettendo due numeri viene il risultato.
Se applico un momento torcente ad un albero può essere costante e quindi statico, variabile da zero a coppia massima in modo pulsante, potrebbe essere un moto alternato con copia massima in in senso e poi invertita...

Ciao, intanto grazie per la risposta.

Proprio perché a costruzione di macchine avevo dimensionato un albero di un riduttore mi sovviene questo dubbio.

Poniamo ad esempio di avere un albero con due ruote dentate e due cuscinetti ai lati, uno a sfere e uno a rulli per poter trascurare eventuali deformazioni assiali.
Ogni ruota dentata, ingranando con la sua accoppiata, genererà una forza tangenziale e una radiale eccentriche rispetto all'asse dell'albero pertanto causeranno un momento torcente (diverso da zero tra le due ruote) e un momento flettente (la risultante delle due forze). Il diagramma del momento flettente sarà nullo sui cuscinetti e con crescita lineare fino alle due ruote, poi a seconda delle dimensioni di queste avrà una certa inclinazione anche in mezzo alle due ruote.

Una volta posto in rotazione l'albero la tensione causata dalla torsione sarà costante lungo tutto l'arco di rotazione, quella di flessione sarà invece full-reversed.
In questo caso, le impostazioni di quella pagina (pulsato/alternato) che influenza hanno?


Poi chiaro se definisco io una forza localizzata posso farla come voglio.

Quei settaggi hanno influenza solo in questo secondo caso?


PS: in effetti fino ad ora mi ero basato su dei 'tutorial' pdf del sito e francamente non li avevo trovati molto completi nell'indicazione di cosa causassero determinate scelte nel calcolo. Ora ho visto che ci sono altri pdf di documentazione che dagli indici sembrano più completi. Domani in attesa delle finali magari ci do una sfogliata...

Grazie

Per prima cosa direi che hai scritto troppo e invece era meglio uno schema.
Seconda cosa, stiamo studiando un particolare tipo di organo gestito da un comportamento di moto particolare. Se usassimo lo stesso riduttore per muovere un biella manovella lo spaccheremmo di sicuro.
L'albero in questione è tipo questo:

Con questo ci costruiamo le reazioni vincolari e i grafici delle azioni interne.
Il momento torcente rimane stabile nel tratto tra le due ruote dentate a patto che l moto sia senza urti o senza inversioni di moto.
La flessione sarà del tipo alternata e ovviamente devi calcolare le tensioni e quindi l'indice R:

Se R=0 hai un comportamento pulsante da zero a Massimo. Se R=-1 hai una flessione invertita.

Perfetto, scusa per la mancanza di schemi. Sulla parte teorica che citi sono perfettamente allineato, come ti dicevo a 'mano' ho già avuto modo di dimensionarne. Ovviamente di semplici.

Quel che mi manca è il passaggio dalla teoria esposta ai parametri di Kisssoft, probabilmente non ho spiegato bene il mio problema.

Quindi:
Ho una situazione tipo questa (per semplicità ipotizziamo denti dritti così non abbiamo forze assiali)

e voglio dimensionare l'albero intermedio (quello in alto nell'immagine per intenderci).

Creo la geometria (no problem), definisco i cuscinetti e con i campi qui sotto definisco le due ruote comprensive di coppia in ingresso e uscita.


Secondo me una volta inseriti questi dati io ho già tutto per determinare il ciclo di carico dato da una rotazione completa dell'albero. Cioè, nel tratto tra le due ruote, la flessione rotante con il valore medio spostato dallo zero in funzione della torsione. Al di fuori solo flessione rotante con R=-1.

Poi però c'è questo ulteriore menu:



1) sezione calcolo: cosa chiede in 'caso di sollecitazione'?

2) sezione dati generali: perchè mi chiede se la flessione è alternata o pulsante? stessa cosa per la torsione ecc. Non dovrebbe essere già chiaro da quanto impostato prima?

Come li imposteresti nel mio caso e perchè?

Ecco non capisco che influenza abbiano questi parametri poi sul calcolo. Magari banalmente sono io che sto pensando al solo mio caso del riduttore e questi servono per altre situazioni...


Grazie mille
Andrea

Vediamo se riesco a spiegarmi.
Il tipo di sollecitazione la determini tu facendo delle ipotesi.
Flessione alternata: simmetrica dallo zero
Torsione: può essere alternata se la tua applicazione vede momento torcente in avanti e in dietro (dipende da cosa stai muovendo col riduttore)…può essere pulsante se ha delle variazioni tra due valori .... Può essere rotante se è costante e non varia mentre l'albero gira.
Poi abbiamo il problema dei nomi che diamo alle cose, perché in comportamento di azione poi viene magari descritto con un termine diverso.

Qui ti metto quello che si intende di solito:




Le opzioni di KissSoft servono per determinare il valore di sollecitazione ammissibile, che a seconda dei casi rappresenta una frazione del carico di rottura.

Credo di aver capito come funzionano le impostazioni. Ero convinto che una volta impostato il numero di giri (=0: asse fisso, !=0: asse rotante) lui assumesse direttamente la sollecitazione. Invece va settato manualmente dopo.


In merito alla DIN743, se hai pazienza, ti chiedo un'ulteriore delucidazione. I due casi di sollecitazione:


CASO 1: quando l'ampiezza varia e la sigma media resta costante, giusto?

CASO 2: quando il rapporto tra ampiezza e valor medio resta costante, giusto?

Mi faresti un esempio dei due casi?

Caso1: sigma media costante e Signa alternata variabile lo ottieni con sigma massima diverso da sigma minimo. Se fossero uguali R=-1.

Caso2: impossibile

Da dove li hai presi i due casi?

Ti chiede di determinare il tipo di sollecitazione perché se hai torsione e flessione le devi comporre e non è detto che siano in fase, piuttosto che varino e che concorrano alla fatica.

Per la norma usata in KissSoft qui. Se vuoi approfondire, nel campo marino c'è questa.

Li ho trovati qui:

Il caso 1 credo sia quello a destra nell'immagine qui sotto, il caso 2 proprio non lo capisco. In ogni caso non capisco cosa mi stia chiedendo di 'decidere' con quella tendina. Se ti ho dato i valori della sollecitazione, R e nel caso anche lo spettro di carico...



Domanda stupida e polemica: ma non possono usare il metodo di calcolo a fatica che usiamo 'tutti' anzichè sta DIN 743 che mi sembra tanto arzigogolata e poco intuitiva?

PS: il primo link che hai messo non riesco ad aprirlo


Grazie,
Andrea

Ti carico direttamente il file del link che non andava.

Guarda che il metodo di fatica che usano tutti effettivamente è più logico rispetto a DIN 743.... questo ha tutti i fattori e dei coefficienti di comparazione delle sezioni equivalenti....in realtà si ...è poco pratico.

Continuo a non capire da dove hai preso qui grafici accelerazione/tempo e cosa stai cercando.... sarà l'ora tarda.

Che vuol dire che il caso 2 è impossibile? I casi di carico alternato pulsante da zero ricadono in questa descrizione:

mastraa ha detto:

CASO 2: quando il rapporto tra ampiezza e valor medio resta costante, giusto?

Clicca per espandere...

quando la tua sigma minima è 0 e modifichi la massima, la media si sposterà di conseguenza, mantenendo una proporzione (tipicamente 1:1) tra sigma media e sigma alternata.

meccanicamg ha detto:

Ti carico direttamente il file del link che non andava.

Guarda che il metodo di fatica che usano tutti effettivamente è più logico rispetto a DIN 743.... questo ha tutti i fattori e dei coefficienti di comparazione delle sezioni equivalenti....in realtà si ...è poco pratico.

Continuo a non capire da dove hai preso qui grafici accelerazione/tempo e cosa stai cercando.... sarà l'ora tarda.

Clicca per espandere...

Grazie per il file.
Si anche io ho sempre usato altri metodi, però se vorrò usare Kisssoft devo imparare come funziona questo...

Comunque pardon, l'ora tarda era per me: ho scritto su google spettro di carico, ho visto la forma che mi serviva e l'ho preso. Fai finta che sull'asse y ci sia la sigma e sull'asse x il numero di cicli. Il primo caso è una qualsiasi sollecitazione in cui varia l'ampiezza nel tempo a valor medio costante.

Stan9411 ha detto:

Che vuol dire che il caso 2 è impossibile? I casi di carico alternato pulsante da zero ricadono in questa descrizione:

quando la tua sigma minima è 0 e modifichi la massima, la media si sposterà di conseguenza, mantenendo una proporzione (tipicamente 1:1) tra sigma media e sigma alternata.

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Ottimo: risolto anche il secondo caso.

Rimane però la questione: che senso ha che io imposti qui il caso che sia pulsante o alternato e poi lo imposti nuovamente più sotto (secondo il menù del software che ho impostato prima). Il tutto dopo aver impostato numero di giri, senso di rotazione e tipo di organo che provoca la sollecitazione.

Sono effettivamente tutte ridondanze?

Grazie

Sono diversi post che cerco di spiegarmi....ci riprovo.

Se hai un motore collegato a un riduttore e il riduttore muove un girarrosto avrai una coppia costante e quindi ci sarà nell'albero intermedio la flessione alternata e la torsione costante.

Se invece hai un trituratore come utilizzatore avrai una coppia oscillante da zero a più e quindi oltre ad avere la flessione alternata sull'albero intermedio hai pure una torsione alternata.

Ecco perché occorre specificare. Se ti trovi con torsione e flessione ....la fatica ti stronca la vita in modo diverso dalla sola flessione.

Sempre in tutti i casi hai X Nm di coppia nominale....ma non è detto che sia costante.

Haha, nono ma ho capito. Trovo solo che sia una cosa fuorviante dover definire il tipo di carico in quel modo. Può creare confusione. A mio avviso dovrebbe chiederti la storia di carico tutta assieme, non a pezzetti.

Ma comunque ok, ci sono


EDIT: in realtà credo di aver decifrato la questione:

la normativa prende il problema al contrario rispetto a come lo affrontiamo noi (metodi universitari italiani diciamo) e definisce una resistenza ammissibile in base al tipo di sollecitazione. Quindi nel menu che ho postato più su non si sta definendo il carico in se, ma i parametri per definire la resistenza ammissibile del materiale.

Il software poi confronterà questo valore con quello ottenuto nei punti di intensificazione dello stress

Grazie

mastraa ha detto:

Haha, nono ma ho capito. Trovo solo che sia una cosa fuorviante dover definire il tipo di carico in quel modo. Può creare confusione. A mio avviso dovrebbe chiederti la storia di carico tutta assieme, non a pezzetti.

Ma comunque ok, ci sono


EDIT: in realtà credo di aver decifrato la questione:

la normativa prende il problema al contrario rispetto a come lo affrontiamo noi (metodi universitari italiani diciamo) e definisce una resistenza ammissibile in base al tipo di sollecitazione. Quindi nel menu che ho postato più su non si sta definendo il carico in se, ma i parametri per definire la resistenza ammissibile del materiale.

Il software poi confronterà questo valore con quello ottenuto nei punti di intensificazione dello stress

Grazie

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Esatto. Ora ci sei. Trova i coefficienti per darti la famosa tensione ammissibile....per questo ti chiede se le varie sollecitazioni sono alternate o meno.

Buonasera,
riesumo questo thread (che eventualmente i moderatori potranno generalizzare in 'delucidazioni kisssoft') per una domanda sull'interpretazione dei risultati.

Noto che nella schermata risultati mi fornisce il coefficiente di sicurezza di fianchi e piede, ma non capisco a cosa si riferisca. Mi spiego: se io modifico le ore di lavoro richieste questi coefficienti cambiano per cui mi verrebbe da dire che NON ho vita infinita e che aumentando la durata mi sto avvicinando al tratto decrescente della curva di Woehler.

Se però apro il report di vita utile vedo che mi dice che la vita è superiore a 10^6 cicli, per cui infinita.
Da qui mi verrebbe da dire che i precedenti valori sono il coefficiente rispetto alla vita infinita, ma in tal caso non dovrebbero variare se io modifico le ore di lavoro richieste...

Mi sapreste dare una spiegazione?

Grazie,
Andrea

C'è da tenere presente che da qualche versione a questa parte, KissSoft si è adeguato alle recenti normative che prevedono che la curva di whöler in prossimità del 2•10⁶ non sia costante verso infinito ma bensì continua il suo decadimento, con una pendenza inferiore al tratto precedente. In questo modo si calcola l'effettiva capacità di durata in ore e quindi ti basterebbe arrivare con Sh e SF pari a 1 ma al numero di cicli che vuoi fare durare gli ingranaggi.
Anche le norme Agma parlano di questo.
Osserva le curve di flessione e usura.


Questo tipo di analisi, in realtà esiste da sempre ma è sempre stato preferito, per mancanza di calcoli adeguati, mantenere fino a infinito.

meccanicamg ha detto:

...

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Ciao meccanicamg,

il calcolo del coefficiente di sicurezza sulla curva di wohler ok, quello che non capisco è a cosa si riferiscano quei due calcoli che dicevo prima:

-coefficiente di sicurezza fianco/piede che mi da sulla finestra dei risultati
-calcolo della vita utile a fatica

mi da l'impressione che mi dicano due cose diverse, ma sicuramente è perchè non ho capito come calcola il coefficiente di sicurezza!

Il coefficiente di sicurezza posso calcolarlo o come rapporto tra i cicli di rottura incipiente ad un carico assegnato rispetto ai cicli che io effettivamente faccio. Con vita a termine.
Oppure il rapporto tra il limite di fatica e il carico applicato. Con vita infinita.
Se ho vita infinita per quanto io aumenti il numero minimo di cicli richiesti la ruota non si rompe.

Ora però io ho che il report di vita utile mi dice che una ruota sopporta oltre i 10^6 cicli (vita infinita).
Viceversa il coefficiente di sicurezza della finestra dei risultati mi dice che il coefficiente di sicurezza varia in base al numero di cicli che richiedo per quella ruota...
Come possono coesistere le due cose?

Cosa non capisco?

Grazie

Provo a spiegarti meglio quello che ti ho detto prima.
Secondo le varie norme, compresa ISO 6336 data 2006 si presupponeva che a 2 milioni di cicli la tensione fosse costante fino a infinito, quindi che tu facessi girare anche per 20 anni una coppia di ingranaggi, avresti calcolato un coefficiente di sicurezza che non variava (vedi curva rossa).

Negli ultimi anni, si è invece introdotto il discorso di effettiva usura e quindi si dice che, essendo presene comunque un degrado continuo, si va a calcolare l'effettivo numero di cicli fatti dall'ingranaggio e non esiste più "infinito" (vedi curva verde). Quindi se una coppia verrà mandata a (esempio) 4 milioni di cicli, avrà un decadimento superiore rispetto al vecchio calcolo e quindi avrà un fattore di sicurezza inferiore. Inoltre KissSoft restituisce il numero di cicli per il quale di distrugge e se si è usurato o si è rotto per flessione.


Nel mio lavoro mi capita molto di lavorare con gli ingranaggi e spesso capita di lavorare con ingranaggi che non girano nemmeno particolarmente veloci, però pensiamo ad entrare in una coppia con 1000rpm e di fare un rapporto i=2.
Molti macchinari dovrebbero durare 10'000 ore altri 20'000...30'000.....50'000. Nel mio caso ho delle applicazioni calcolate a solo 5'000 ore.
Il mio esempio, dice che a 5'000 ore, ho già fatto 3*10^8 cicli con il pignone e 1.5*10^8 con la ruota condotta. Se usiamo il vecchio metodo, abbiamo un coefficiente di sicurezza alto perchè a 2*10^6 si ha K=1 e quindi anche se andiamo avanti a giare sempre 1 rimane. Se usiamo l'attuale normativa, invece abbiamo un decadimento progressivo che può arrivare anche a K=0.8 e quindi immaginando che possa essere a 3*10^8 un K=0.8 abbiamo un fattore di sicurezza che è inferiore del (1-0.8=0.2) 20% rispetto al vecchio metodo.

Il coefficiente fianco/piede è Lewis ed Hertz, quindi fatica a flessione e usura a pressione, valutato al tuo numero effettivo di cicli. Entrambi i coefficienti hanno al loro interno degli ulteriori coefficienti che variano a seconda del numero di cicli fati.

Il calcolo di vita utile a fatica tiene in considerazione questi fattori qui sopra e ti fornisce come risultato la percentuale di danneggiamento del tuo ingranaggio. E' la tabella che ti fornisce alla fine del report.

Se controlli sulla guida interna al programma e sul suo pdf o in analoghi esercizi online, troverai le relative spiegazioni.

Non esiste più la vita infinita, ma è sempre a termine con numero di cicli variabile tendente a infinito ma sempre quantificabile.....quindi non è più costante. Questa è la differenza.

KissSoft fa anche il lavoro contrario, cioè prende una serie di possibili ingranaggi e da quello ti determina la fascia minima, ammesso che tu imposti Sf e Sh a 1. In questo modo otterrai l'ingranaggio che alle tue Xmila ore avra 100% di danneggiamento. In teoria l'ingranaggio calcolato al ciclo giusto per rompersi. Se invece di fa Sf e Sh maggiori di 1, avendo impostato le Xmila ore, vuol dire che le supera...di quanto?....te lo dice lui o comunque di dice che il danneggiamento per usura o rottura è 0%. Poi ti calcola la potenza limite e ti diche che con quella faresti esattamente Xmila cicli.

Credo che tu debba studiare più approfonditamente la ISO 6336 e come funziona KissSoft.
Io l'ho abbandonato per decisioni aziendali, ma è un vero e proprio strumento che ne sa una più del diavolo...Io ora lavoro con fogli excel dedicati e quindi per forza di cose ho dovuto imparare a capire come funzionava lo strumento KissSoft, ragionamento, obiettivi, metodi ecc.

Spero di essere riuscito a chiarirti la questione.

meccanicamg ha detto:

Spero di essere riuscito a chiarirti la questione.

Clicca per espandere...

Grazie per la pronta risposta.
Quel che dici mi è chiaro, cioè ora teoricamente non hai mai vita infinita, ma fanno continuare a zero la curva di fatica con inclinazione differente. Un po' come si fa con alluminio o compositi.

Il mio dubbio però era un po' diverso, forse non mi sono ben espresso, anche se facendo due prove ora credo di aver capito. Provo a spiegarmi e vediamo se sto dicendo una cosa corretta.
I coefficienti di sicurezza (leggendo anche la ISO) è sempre (?) allowable stress/calculated stress per cui non è una sicurezza in cicli, ma in carico.

Magari faccio un esempio numerico:
Ruota x, ore minime richieste 1600h, imposto sia Sf che Sh a 1
coefficiente di sicurezza al piede (sotto a risultati) 2.9 - ergo dovrei avere coefficiente circa 1 se moltiplico il carico per 3 (e in effetti è circa così).
Il coefficiente al fianco è invece circa 1.1

Se vado su service life vedo che sul piede posso sopportare più di 10^6 cicli, mentre sul fianco circa 2000 ore. Impostando 2000 ore in effetti il coefficiente di sicurezza (in risultati) va a 1.


Per cui la spiegazione che mi do (con buona confidenza) è che il safety factor lui lo calcola sempre sulla tensione, mentre il report di service life parla (ovviamente) di cicli...


Credo di esserci, confermi?

Grazie