1

Тема: Дискуссия на инженерном форуме (избранное)

Дискуссия на инженерном форуме (избранное)

http://cccp3d.ru/topic/90899-%D0%BF%D0% … %BD%D0%B0/

Кушелев: Уважаемые коллеги!

Помогите определить абсолютную и относительную погрешность фрактального эталона длины, состоящего из рядов одинаковых цилиндров, надетых на упругие нити. Нити находятся в напряженном состоянии, исключая зазоры между цилиндрами.

Диаметр цилиндров равен 5000.0 микрон

Материал - корунд.

Погрешность изготовления цилиндров:

абсолютная 0.1 микрона

относительная 0.1/5000=0,00002 ( 0,002% )

В каждом ряду находится 15 цилиндров. В эталоне длиной 1 метр находится 200 рядов цилиндров.

Эталон подвешен вертикально, между цилиндрами зазоров нет.

Усреднение высоты рядов (вдоль эталона) происходит за счет упругой деформации цилиндров.

Ещё нужно выяснить, сильно ли изменится погрешность эталона, если цилиндры заменить на шарики:

https://img-fotki.yandex.ru/get/26468/158289418.35a/0_16299d_7f75be46_XL.jpg
Оригинал: https://img-fotki.yandex.ru/get/26468/1 … 6_orig.jpg

На фотографии виден корундовый фрактальный эталон длины из шариков (по 5 штук в ряду) и плитка Иогансона длиной 100 мм.

Заранее благодарен за помощь. Если я правильно понимаю, этот механизм можно смоделировать

2

Re: Дискуссия на инженерном форуме (избранное)

http://cccp3d.ru/topic/90899-%D0%BF%D0% … %BD%D0%B0/

Борман пишет:

12.08.2018 08:45
Слабо понимаю, причем здесь АНСИС, но, не вдаваясь в тонкости устройства фрактальных эталонов, нельзя ли поисследовать только один цилиндр/шарик а уж потом уможжить или поделить где надо и насколько надо ?

3

Re: Дискуссия на инженерном форуме (избранное)

12.08.2018 09:34, Александр Кушелев: Про один элемент всё известно. Погрешность диаметра 0.1 микрона (абсолютная) и 0.002% (относительная). На примере обычного бисера обнаружилось, что при погрешности элементов на уровне 15%, погрешность эталона не превышает 0.1%, если его длина в 500 раз превышает диаметр элемента:

https://img-fotki.yandex.ru/get/15540/158289418.22c/0_135830_b8649ee4_XL.jpg

С помощью моделирования хотелось бы уточнить, какая будет погрешность фрактального эталона, если погрешность цилиндров и отверстий не превышает 0.002% ? Как видно, реальная погрешность существенно меньше, чем по формулам простого усреднения. Возможно, что для обычного бисера это объясняется механизмов выдавливания более крупных элементов из плоскости эталона, а более мелкие образуют зазоры и тоже не вносят свой вклад в реальную погрешность. Но с увеличением точности элементов картина принципиально меняется. Усреднение происходит уже за счет только упругой деформации элементов, т.е. без образования зазоров и выдавливаний за пределы плоскости эталона. Вот и хотелось бы посмотреть, что покажет моделирование. Имеет ли смысл изготавливать 15*200=3000 прецизионных корундовых элементов или это не сильно улучшит точность фрактального эталона?

4

Re: Дискуссия на инженерном форуме (избранное)

http://cccp3d.ru/topic/90899-%D0%BF%D0% … %BD%D0%B0/

В 12.08.2018 в 09:34, Александр Кушелев сказал:
реальную погрешность.

В 12.08.2018 в 10:32, Борман сказал:
Так или иначе, моделирование в софте делается по номинальным значениям.

Если один элемент сдеформируется на Х, то 100 штук сдеформируются на 100Х. Фокусов не будет.

Вы в курсе, какой класс задач решается в САЕ пакетах?

5

Re: Дискуссия на инженерном форуме (избранное)

Дискуссия на инженерном форуме (избранное)

Кушелев: А в модели можно учесть случайный разброс диаметров элементов? Один больше на 0.1 микрона, другой меньше, у третьего диаметр точно равен 5000.0 микрон. Модель может показать, какая относительная погрешность у одного ряда элементов, у 15 рядов, у 200 рядов?

Или проще изготовить 3000 прецизионных элементов, собрать фрактальный эталон и измерить его реальную погрешность?

6

Re: Дискуссия на инженерном форуме (избранное)

Дискуссия на инженерном форуме (избранное)

Александр Кушелев пишет:

12.08.2018 10:59:
А в модели можно учесть случайный разброс диаметров элементов?

AlexKaz пишет:

3000 элементов с разными диаметрами, например, по нормальному распределению, и случайно расположенные - не проблема сделать модель, проблема будет её посчитать на компе.

А есть какие-нибудь видео, как использется эталон, как деформирется при эксплуатации.

И сколько эта штука примерно стоит? 3000 элементов выточить с прецизионным качеством - наверное дорого?

7

Re: Дискуссия на инженерном форуме (избранное)

Дискуссия на инженерном форуме (избранное)

12.08.2018 10:59, Александр Кушелев сказал: А в модели можно учесть случайный разброс диаметров ?

Борман: Некоторые скажут, что ДА, я скажу что НЕТ. Но на эту тему мы поругаемся без вас.

12.08.2018 11:12, AlexKaz сказал: не проблема

Борман: Хе-е-е-е-е-й!!

8

Re: Дискуссия на инженерном форуме (избранное)

12.08.2018 11:13, Борман сказал: Хе-е-е-е-е-й!!

AlexKaz: Ну я ж не знаю как штука работает. Если весь принцип работы установки завязан на шероховатость, то численный расчёт идёт лесом.

9

Re: Дискуссия на инженерном форуме (избранное)

Дискуссия на инженерном форуме (избранное)

12.08.2018 11:12, AlexKaz сказал: 3000 элементов с разными диаметрами, например, по нормальному распределению, и случайно расположенные - не проблема сделать модель, проблема будет её посчитать на компе.

А есть какие-нибудь видео, как использется эталон, как деформирется при эксплуатации.

И сколько эта штука примерно стоит? 3000 элементов выточить с прецизионным качеством - наверное дорого?

Кушелев: Корундовые шарики диаметром 5000.0 микрон стоят 0.69 USD за штуку без отверстия (оптовая цена): http://nanoworld.org.ru/post/106885/#p106885

Видео есть, но может быть фотографий будет достаточно. Один из вариантов использования - укладывание эталона на шлифованную поверхность. При этом он растягивается вдоль и может дополнительно выравниваться вертикальной плоскостью. При этом натяжение продольных нитей не допускает зазоров между элементами.

https://img-fotki.yandex.ru/get/59186/158289418.35a/0_16297d_b74a8a9e_XL.jpg

https://img-fotki.yandex.ru/get/109793/158289418.35a/0_16296f_594198dd_XL.jpg

Подробнее: http://nanoworld.org.ru/post/76405/#p76405

Другой вариант - размещение на цилиндрической поверхности:

http://img-fotki.yandex.ru/get/3406/158289418.177/0_f79b3_f20a383f_XL.jpg

Однорядный эталон на цилиндрической поверхности. В данном случае однонитевой эталон обошел стеклянный цилиндр трижды. Белые шарики показывают смещение делений в соседних витках. Это - грубая модель, изготовленная из корундовых шариков с асферичностью до 40 микрон.



Цель - сравнение периметров цилиндрической поверхности на разных высотах.



Что касается модели, то ее можно сделать и без разброса диаметров элементов, т.к. погрешность реального эталона можно компенсировать вручную в процессе изготовления. Если, например, на 10-ом ряду длина эталона превысила 50 000.0 микрон более, чем на 0.1 микрона, то элементы 10-го ряда можно заменить на более мелкие. То же самое можно сделать на 20-ом ряду, 30-ом, 200-ом. Больший интерес представляет изменение погрешности в динамике, т.е. Переложили с плоскости на цилиндр, погрешность увеличилась. На сколько? Переложили обратно, как изменится погрешность? Элементы слегка смещются от положения равновесия. При этом должна меняться и длина. Как сильно?

Можно ли смоделировать режим самоповерки эталона, когда он складывается пополам и сравниваются деления правой и левой половины по всей длине:

https://getfile.dokpub.com/yandex/get/h … hfow3a6rQm

Подробнее: http://nanoworld.org.ru/topic/1819/

10

Re: Дискуссия на инженерном форуме (избранное)

Дискуссия на инженерном форуме (избранное)

При расположении эталона на неплоской поверхности проконтролировать его погрешность, например, цезиевым эталоном, согласитесь, проблематично smile

https://img-fotki.yandex.ru/get/3210/158289418.19d/0_ff934_47627fc_XL.jpg

А если измерять на сферической поверхности, то с расчетом погрешности вообще беда...

https://img-fotki.yandex.ru/get/40687/158289418.2ee/0_159141_f878cd39_XL.jpg