Как мне лучше всего моделировать крутящий момент, приложенный к нерадиальной линии?

Я собираюсь использовать FEA (в частности, Creo Simulate), чтобы воссоздать результаты статического испытания на прочность для части, которую моя компания будет тестировать в нашей лаборатории. Поскольку результаты лабораторных исследований - это те, которые мы будем использовать для определения полезности и возможностей детали, я делаю это в основном как упражнение, чтобы укрепить свои навыки в области ВЭД и увидеть, насколько близко к реальности я могу получить результаты анализ будет.

По нескольким причинам (доступ на запись к файлам модели, исследование функциональности болтов Creo, более реалистичное приложение нагрузки) Я пытаюсь смоделировать часть испытательного стенда в дополнение к интересующей части. Сама деталь имеет фланец с рисунком болта, как часть его конструкции, и мы используем этот рисунок болта, чтобы прикрепить его к адаптеру. Адаптер подключается к выходу двигателя, причем крутящий момент прикладывается через ключ, который находится между адаптером и выходом двигателя.

Ниже для наглядности у меня есть шлюз в адаптере. Интересующая часть прикреплена к задней стороне этого адаптера, ключ проходит по всей длине шпоночного паза, и адаптер подключается к выходу испытательного стенда с помощью четырех больших отверстий под болты (они не передают какого-либо значительного крутящего момента, они просто держат собрание вместе.)

Моя проблема заключается в определении того, как лучше всего смоделировать приложенную нагрузку на стены шпоночного паза. Моя интуиция подсказывает мне, что нагрузка будет изменяться по длине шпоночного паза, поскольку на самом деле мы применяем крутящий момент, который распределяется по шпонке.

• Учитывая это $T=r \times F$Я бы ожидал, что между силой, которую я должен применить, и положением вдоль траектории, в которой я ее применяю, будет обратная зависимость. Не усложняет ли то, что это направление действий не радиально?

• Кроме того, у меня есть две определенные системы координат, стандартная декартова и цилиндрическая, с осью z, проходящей через центральное отверстие адаптера, как и следовало ожидать. Изменит ли результат нагрузку в одной или другой системе координат, и будет ли она предпочтительнее? Будет ли уравнение распределенной силы легче определить в одной системе координат?

Я бы проигнорировал тот факт, что шлюз делает фактические силы слегка смещенными от центра, по крайней мере, при расчете самих сил. Силы могут быть размещены в их истинных местах после их расчета.

Я также предположил бы, что нагрузка постоянно распределяется от центра к внешнему краю. Это предполагает, что ключ обработан с достаточно жестким допуском (или достаточно прогибается / деформируется), чтобы выровнять распределение. Это также предполагает, что данное количество вращения создает больше силы в крайних точках клавиши, чем в центре (где оно равно нулю).

Оттуда, это вопрос определения максимальной силы на единицу длины в конце.

$P = \frac{1}{2}\frac{T}{\frac{2}{3}R} \\ and \\ P = \frac{1}{2}R *w_\text{max}\\ gives:\\ w_\text{max} = \frac{T}{\frac{2}{3}R^2}$

Когда я прошел через это, у меня появилось ноющее чувство, что я упускаю суть вашего вопроса, поэтому дайте мне знать, если я пропустил это.

Также обратите внимание, что я привык работать с моделями, где более точные детали точного размещения нагрузки не влияют на конечные результаты, поэтому я могу делать предположения, которые не соответствуют вашей модели.