Risoluzione "cinematismo"

MikLikeDrugs

Utente poco attivo
Professione: disegnatore
Software: solidworks, autocad 2D
Regione: fvg
Buongiorno,
sono di nuovo qua a chiedere aiuto. Sono in fase di progettazione di un cilindro pneumatico, mi è appena stata data l'applicazione(in modo estremamente spannometrico e superficiale): trattasi di un cilindro che andrà ad alzare una barra incernierata ad un estremità (lg. 5000mm peso 320kg). Il montaggio prevede che si crei una leva di terzo genere; quello che mi interessa è capire come calcolare la forza minima F per far alzare la barra; il mio problema è che non so come "convertire" il peso della barra (ho immaginato si possa vederla come un carico distribuito) in una forza all'estremità dello sbalzo.
Allego pdf.

avevo anche trovato questo thread (https://www.cad3d.it/forum1/threads/come-calcolare-questo-cinematismo.20684) ma non ne sono venuto a capo lo stesso.
 

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wert

Utente Junior
Professione: Manufacturing Design
Software: NX - Inventor - Thinkdesign - Cimatron
Regione: Emilia Romagna
Basta considerare la forza peso della sbarra applicata al suo baricentro.
 

MikLikeDrugs

Utente poco attivo
Professione: disegnatore
Software: solidworks, autocad 2D
Regione: fvg
Basta considerare la forza peso della sbarra applicata al suo baricentro.
effettivamente così potrei trovare il momento nel punto C. Ma successivamente non saprei come trovare le reazioni vincolari non essendo una struttura isostatica.
Il punto della questione sarebbe trovare la forza minima applicata nel punto C utile ad alzare la barra (trascurando attriti e quant altro). Mi servirebbe capire come trovare un dato sulla base del quale dimensionare il cilindro.
 

cacciatorino

Moderatore SolidEdge
Staff Forum
Professione: Ingegnere meccanico
Software: SolidEdge CoCreate Salome-Meca
Regione: Porto Recanati, ma con l'appennino nel cuore
effettivamente così potrei trovare il momento nel punto C. Ma successivamente non saprei come trovare le reazioni vincolari non essendo una struttura isostatica.
Il punto della questione sarebbe trovare la forza minima applicata nel punto C utile ad alzare la barra (trascurando attriti e quant altro). Mi servirebbe capire come trovare un dato sulla base del quale dimensionare il cilindro.

Perche' non e' isostatica? comunque fai l'equilibrio dei momenti attorno alla cerniera e dovresti risolvere.
 

Davide Rattin

Utente poco attivo
Professione: Progettista
Software: SolidWorks
Regione: Bolzano
Ciao,
ti ho allegato una simulazione veloce della tua applicazione. Volevo provare a simulare con Motion di SolidWorks e ho colto l'occasione della tua richiesta.

Tieni presente che nei valori di output del video che ti ho mandato il sistema è ideale e non hai attriti. Aumenta del giusto le forze quando dimensioni il cilindro.
Inoltre nella simulazione ho posizionato a buon senso il cilindro e la corsa non è quella che hai richiesto tu...andrebbe affinato tutto...comunque, ultima info, nella simulazione l'azione dell'attuatore lavora in 4 secondi.

Ps.: potresti dimensionare il cilindro senza tante considerazioni di contorno per questa applicazione.

Buon lavoro!1620658031288.png
 

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wert

Utente Junior
Professione: Manufacturing Design
Software: NX - Inventor - Thinkdesign - Cimatron
Regione: Emilia Romagna
effettivamente così potrei trovare il momento nel punto C. Ma successivamente non saprei come trovare le reazioni vincolari non essendo una struttura isostatica.
Il punto della questione sarebbe trovare la forza minima applicata nel punto C utile ad alzare la barra (trascurando attriti e quant altro). Mi servirebbe capire come trovare un dato sulla base del quale dimensionare il cilindro.
"C" cosa centra? Calcoli il momento generato dal peso della sbarra applicandolo al suo baricentro (che se si tratta di un profilo costante, corrisponde a metà della sua lunghezza). Sapendo che applicherai il tuo cilindro a 250 mm dal fulcro, calcoli la forza necessaria a sollevare la sbarra come se agisse perpendicolarmente all'asse della sbarra. Poi, visto che il cilindro è inclinato, con la trigonometrica calcoli la forza che deve avere il cilindro. Ci aggiungi un po' di attriti ed il gioco è fatto. La sbarra in posizione orizzontale costituirà la worst condition, quindi man mano che la sbarra si solleva, lo sforzo andrà a diminuire.
 

wert

Utente Junior
Professione: Manufacturing Design
Software: NX - Inventor - Thinkdesign - Cimatron
Regione: Emilia Romagna
Ciao, ti ho allegato una simulazione veloce della tua applicazione. Volevo provare a simulare con Motion di SolidWorks e ho colto l'occasione della tua richiesta. Tieni presente che ne valori di output del video che ti ho mandato il sistema è ideale e non hai attriti. Aumenta del giusto le forze quando dimensioni il cilindro. Nella simulazione ho posizionato a buon senso il cilindro e la corsa non è quella che hai richiesto tu...andrebbe affinato tutto...comunque l'azione dell'attuatore lavora in 4 secondi. Buon lavoro!Visualizza allegato 62080
Mancherebbe solo il calcolo trigonometrico dovuto alla inclinazione del cilindro, per il resto è come dicevo io.
 

MikLikeDrugs

Utente poco attivo
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Software: solidworks, autocad 2D
Regione: fvg
Perche' non e' isostatica? comunque fai l'equilibrio dei momenti attorno alla cerniera e dovresti risolvere.
per essere isostatica non dovrebbe avere lo stesso numero di gradi di vincolo e di libertà?
Ciao,
ti ho allegato una simulazione veloce della tua applicazione. Volevo provare a simulare con Motion di SolidWorks e ho colto l'occasione della tua richiesta.

Tieni presente che nei valori di output del video che ti ho mandato il sistema è ideale e non hai attriti. Aumenta del giusto le forze quando dimensioni il cilindro.
Inoltre nella simulazione ho posizionato a buon senso il cilindro e la corsa non è quella che hai richiesto tu...andrebbe affinato tutto...comunque, ultima info, nella simulazione l'azione dell'attuatore lavora in 4 secondi.

Ps.: potresti dimensionare il cilindro senza tante considerazioni di contorno per questa applicazione.

Buon lavoro!Visualizza allegato 62080
In primis interessante l'ultilizzo di motion. Ho solid, ma non avevo nemmeno mai pensato ad un'applicazione simile. Per quanto invece riguarda l'esercizio non capisco perché tu abbia ipotizzato F2=320Kg quando in realtà sarebbe il peso della trave stessa oppure, come ipotizzato da me, il carico distribuito su tutta la trave.

Purtroppo è passato troppo tempo dalle scuole e ricordo davvero poco:eek::eek:

"C" cosa centra? Calcoli il momento generato dal peso della sbarra applicandolo al suo baricentro (che se si tratta di un profilo costante, corrisponde a metà della sua lunghezza). Sapendo che applicherai il tuo cilindro a 250 mm dal fulcro, calcoli la forza necessaria a sollevare la sbarra come se agisse perpendicolarmente all'asse della sbarra. Poi, visto che il cilindro è inclinato, con la trigonometrica calcoli la forza che deve avere il cilindro. Ci aggiungi un po' di attriti ed il gioco è fatto. La sbarra in posizione orizzontale costituirà la worst condition, quindi man mano che la sbarra si solleva, lo sforzo andrà a diminuire.
pardon, errata corrige, intendevo la forza minima applicata nel punto "B".
 

biz

Utente attivo
Professione: disegnatore-progettista
Software: Solid Edge,PTC
Regione: Lombardia
per essere isostatica non dovrebbe avere lo stesso numero di gradi di vincolo e di libertà?

In primis interessante l'ultilizzo di motion. Ho solid, ma non avevo nemmeno mai pensato ad un'applicazione simile. Per quanto invece riguarda l'esercizio non capisco perché tu abbia ipotizzato F2=320Kg quando in realtà sarebbe il peso della trave stessa oppure, come ipotizzato da me, il carico distribuito su tutta la trave.

Purtroppo è passato troppo tempo dalle scuole e ricordo davvero poco:eek::eek:


pardon, errata corrige, intendevo la forza minima applicata nel punto "B".
guarda le due formuline che ho postato.
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Il sistema di calcolo è molto analogo a quello che abbiamo fatto più volte sul forum per l'apertura di basculanti o portelloni con le molle a gas.
Di base c'è il punto baricentrico e la trigonometria del triangolo che si forma. In funzione dell'angolo di apertura si ha una diminuzione della forza del cilindro.
 

Davide Rattin

Utente poco attivo
Professione: Progettista
Software: SolidWorks
Regione: Bolzano
Il sistema di calcolo è molto analogo a quello che abbiamo fatto più volte sul forum per l'apertura di basculanti o portelloni con le molle a gas.
Di base c'è il punto baricentrico e la trigonometria del triangolo che si forma. In funzione dell'angolo di apertura si ha una diminuzione della forza del cilindro.
Avresti un link di riferimento? Me lo guarderei volentieri!
Ti ringrazio anticipatamente, Davide
 

MikLikeDrugs

Utente poco attivo
Professione: disegnatore
Software: solidworks, autocad 2D
Regione: fvg
guarda le due formuline che ho postato.
Non volermene, ma non ho afferrato il procedimento:
- non capisco la formula Q*l^2/2;
- non capisco l uguaglianza, del tipo perché Ma sparisce quando ricavi Fy? la sommatoria dei momenti non è uguale a zero solamente nelle travi isostatiche?
Il sistema di calcolo è molto analogo a quello che abbiamo fatto più volte sul forum per l'apertura di basculanti o portelloni con le molle a gas.
Di base c'è il punto baricentrico e la trigonometria del triangolo che si forma. In funzione dell'angolo di apertura si ha una diminuzione della forza del cilindro.
infatti avevo visto alcune discussioni (vedi link di seguito https://www.cad3d.it/forum1/threads/come-calcolare-questo-cinematismo.20684) che hanno circa lo stesso problema, anzi, il mio forse è piu banale. Ma non sono ugualmente riuscito a capire il procedimento per affrontare il tutto.
 

Stan9411

Utente Junior
Professione: System Engineer
Software: PTC Creo parametric, Matlab
Regione: Lombardia
Le equazioni di equilibrio valgono sempre, sia in statica che in cinematica. Quando c’è un grado di libertà, quindi il sistema è isovincolato (non labile), tutto quello che non si scarica nei vincoli o non si controbilancia con le forze resistenti, va ad accelerare il sistema e generare movimento.

ma il bilancio delle forze e dei momenti vale sempre, che la tua trave abbia uno, tre o quattordicimila vincoli. In iperstaticità cambia la procedura risolutiva perchè hai più incognite che equazioni fondamentali, ma alla fine della risoluzione, la somma delle reazioni eguaglia comunque le forze esterne che applichi.
 

biz

Utente attivo
Professione: disegnatore-progettista
Software: Solid Edge,PTC
Regione: Lombardia
Non volermene, ma non ho afferrato il procedimento:
- non capisco la formula Q*l^2/2;
- non capisco l uguaglianza, del tipo perché Ma sparisce quando ricavi Fy? la sommatoria dei momenti non è uguale a zero solamente nelle travi isostatiche?


infatti avevo visto alcune discussioni (vedi link di seguito https://www.cad3d.it/forum1/threads/come-calcolare-questo-cinematismo.20684) che hanno circa lo stesso problema, anzi, il mio forse è piu banale. Ma non sono ugualmente riuscito a capire il procedimento per affrontare il tutto.
q=carico distribuito(N/mml)Newton su millimetro lineare.
Il resto è la risoluzione di un semplice schemino isostatico.
Ma=0
 
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