Analyse du mouvement SOLIDWORKS : couple et puissance du moteur

Dans SOLIDWORKS Simulation, une analyse de mouvement peut être créée pour faciliter l'utilisation de moteurs pour entraîner des composants mobiles. Cette application permet aussi de tracer des résultats très semblables aux calculs manuels actuels. Ce guide explique comment utiliser SOLIDWORKS Motion et configurer une analyse de moteur simple. Nous comparerons notre étude à des calculs manuels pour illustrer les similitudes entre SOLIDWORKS et la réalité.

L'objectif de l'étude

L'objectif est de soumettre un moteur à une accélération constante, afin de déterminer le couple et la puissance nécessaires. Les spécifications comprennent :

• Accélérer de 0 à 100 tr/min
• Au total 10 tours
• Le frottement est négligé

Le moteur sera en aluminium et sera monté sur un châssis.

Calculs initiaux manuels

Avant de commencer, il est judicieux d'effectuer les calculs manuels afin de trouver les valeurs connues. Voici la liste des valeurs que nous pouvons obtenir :

• Inertie du cylindre : (I = ½ RM² , M est la masse et R est le rayon du cylindre)
• vitesse angulaireω :(1 tr/min = 0,1047198 rad/s = 6 degrés/s)
• Accélération angulaireα : (ω²⁄ 2θ)

θ Je s est égal à la rotation totale. 10 tours = 62,83 rad = 3600 degrés

• Temps: ( ω ⁄ α)

Compte tenu de cela, les valeurs que nous avons obtenues sont :

• Inertie =83,9 kg/m²
• Vitesse angulaire = 10,47 rad/s= 600 degrés/s
• Accélération angulaire=872 rad/s²=50 degrés/s²
• Temps =12 secondes

Le couple et la puissance peuvent maintenant être évalués à partir des informations connues ci-dessus :

• Couple = Je * α= 83,9 kg/m²* 0,872 rad/s²= 73,2 N-m
• Puissance =T*ω= 73,2 N-m * 10,47 rad/s = 766 watts

Configuration d'une analyse de mouvement dans SOLIDWORKS

Nous avons créé l'assemblage nécessaire à l'exécution d'une analyse de mouvement. Pour commencer, on doit activer le module complémentaire de mouvement dans SOLIDWORKS. Un nouvel onglet d'étude de mouvement apparaîtra alors en bas à gauche. La chronologie des mouvements, située au bas de l'écran, permet d'activer le type d'analyse de mouvement dans la liste déroulante.

On va ensuite installer un moteur sur la face avant pour lui donner la rotation. Comme on veut que le moteur accélère en permanence, on va utiliser ce point de données pour définir la vitesse et le temps d'accélération.

Une fenêtre de création de fonctions apparaît. On peut alors saisir notre vitesse de 600 degrés/s à 12 secondes pour obtenir l'accélération angulaire. On peut ensuite ajouter des points de données pour les garder constantes. Le graphique de droite montre que l'accélération correspond déjà à notre calcul manuel.

L'étape finale consiste à déplacer la ligne du temps à 14 secondes selon nos points de données et à appuyer surcalculerpour exécuter l'analyse de mouvement. Une fois cette opération terminée, on peut retourner en haut de la page pour préparer nos résultats en sélectionnant l'option « Résultats et tracés ».

Collecte des résultats

Les dernières étapes consistent maintenant à créer des courbes pour le couple et la puissance. Le couple moteur sera pris en compte dans les forces, tandis que la consommation d'énergie sera fonction de la sélection quantité de mouvement/énergie/puissance. Dans les deux cas, nous devrons sélectionner le moteur créé à partir de l'analyse de mouvement.

Couple

Pouvoir

Les valeurs de 73 N-m et 759 watts sont dans la plage de nos calculs manuels.

En plus de trouver le couple et la puissance, on peut aussi tracer la vitesse angulaire et l'accélération dans la section déplacement/vitesse/accélération pour vérifier nos calculs manuels précédents pour ceux-ci.

vitesse angulaire

Accélération angulaire

Une fois tous les éléments obtenus, les résultats sont accessibles dans le dossier des résultats.

Vidéo sur le couple et la puissance des moteurs SOLIDWORKS Motion

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