Robusni i aksiomatski dizajn prenosnika

ROBUSTNI DIZAJN

ROBUSTNOST konstrukcijskih parametara DP (DP ne variraju sa varijacijom FR):

- Rezultati proračuna DP nisu osetljivi na varijaciju FR.

- Aksiomatski stvara mogućnost da se proračunom DP obezbedi robustnost.

- Minimizaciju DP i maksimizaciju FR obezbedjuju Konstrukcijska ograničenja (Design Constraints).

T

d

∆T

∆d

∆T

∆d

PRAVILA za definisanje DP:

1) Aksiom nezavisnosti,

2) Aksiom minimuma informacija

AKSIOM NEZAVISNOSTI

-Matrica A može biti spregnuta, nespregnuta i raspregnuta

-Idealno bi bilo kada bi za svaki FR bio odgovoran jedan DP

{ } [ ]{ }DPAFR =

=

4

3

2

1

4

3

2

1

44434241

34333231

24232221

14131211

DP

DP

DP

DP

AAAA

AAAA

AAAA

AAAA

FR

FR

FR

FR

=

4

3

2

1

000

000

000

000

4

3

2

1

44

33

22

11

DP

DP

DP

DP

A

A

A

A

FR

FR

FR

FR

b

d

dshT

=

1000

000

000

000 31

44

33

22

11

T

T

T

c

c

c

c

SE

C

d

d

sh

( )111 Rfc =

( )222 , Rdfc =

( )333 ,,, Rnddfc sh Σ=

( )444 ,, Rndfc sh Σ=

{ } [ ] { } [ ]{ }FRCFRADP == −1

Za zupčane prenosnike matrica se može raspregnuti i uraditi inverzija tj. za odgovarajuće funkcionalne potrebe odrediti odgovarajuće konstrukcijske parametre

AKSIOM MINIMUMA INFORMACIJA (minimum DP dependent of FR):

-Minimizirati broj konstrukcijskih parametara DP koji zavise od funkcionalnih potreba FR

-Konstrukcijski parametri komponenata prenosnika su parametarski tj. veći broj parametara može se izraziti preko nekoliko izabranih da budu DP

b

d

dshT

Parametrizacija dimenzija

Funkcionalne potrebe FR

Parametri konstrukcije

DP

OGRANIČENJA

Radni uslovi (okolina)

{ } [ ] { }FRADP1−

=

Model za proračun

POUZDANOST kao konstrukcijsko ograničenje

( )( )( )( )

T

TRndc

Rnddc

Rdc

Rc

SE

C

d

d

jsh

jsh

j

j

sh

=

Σ

Σ

,,

,,,

,

,

41

31

21

11 ϕ

=

0

0

0

000

000

000

000

41

31

21

11 T

c

c

c

c

SE

C

d

d

sh

321

des

shd

Tkd

σ= ( )

d

TnkRdC jsh

331, Σ=

{ } [ ] { } [ ]{ }FRCFRADP == −1

1. Relacija izmedju matrice transformacije i pouzdanosti

2. Za potrebe primene kao konstrukcijskog ograničenja, pouzdanost je definisana na specifičan način

( ) 31

max113211 Tc

Tkd Hdes

Hdes

σσϕ

==

logn

T1

nΣ1

T2

T3nΣ2 nΣ3nΣ

Identifikacija spektra opterećenja

I II III IV V VI R

100%2000

1000

0I II III IV V VI R

Nm

Torque in Nm

Speed participation in %

I0 IIIIIIV

V

R

VI

Verovatnoća habanja zupčanika

( )

β

η

−

−=

N

F eNP 1

Svojstva habanja zubaca:

- Složen proces razaranja kombinovan od determinističkih i stohastičkih komponentnih razaranja

- Odgovaraju broju sprezanja zubaca do stanja pri kojem dalje korišćenje tupčanika nije moguće

PF=0,9PF=0,1

PF

0,3mn

σH1

nΣ1

σH2

σH3

logn

nΣ2

nΣ3

nΣ

nΣ1 nΣ2 nΣ3 logN

logσH

PF=0.9

PF=0.1

PF(σ

H)

PF(σ

H)

PF(σ

H)

logσH

∑=

=3

1iFiip PpF

Σ

Σ=n

np i

i

i

i

Hi

ePFi

β

η

σ

−

−=1

F1

nΣ1

F2

F3

logn

nΣ2 nΣ3

nΣ

nΣ1nΣ2

nΣ3 logN

logF PF=0.9

PF=0.1

PF(F1)

PF(F2)

PF(F3)

Ležaji

( ) ( )iRi

k

iiip FPFpF ∑

=

=1

( ) ΣΣ= nnFp iii ( ) TRnddcC sh 333 ,,, Σ=pFR −=13

Koncepcioni modul

DPDModul

Modul svojstava

LAHPModul

KONSTRUKCIJSKA OGRANIČENJAPouzdanost, Vibracije, Buka, Cena,…

FUNKCIONALNE POTREBESnaga, Brzina, Zapremina, Izgled,….

BAZA KONCEPCIJA

Izvršioci funkcija, Koncepcione

varijante,

BAZA KONSTRUKC.

REŠENJA