Какой момент инерции мне нужен для расчета крутящего момента?

Я пытаюсь рассчитать крутящий момент, необходимый для вращения массива солнечных панелей. Я нашел несколько формул для расчета крутящего момента, но они требуют момента инерции. Я разработал этот массив в Autodesk Inventor, и он дает мне несколько вариантов расчета момента инерции. Я пытался спросить на форумах Autodesk, но никто мне не поможет. Я был бы в порядке, вычислив это вручную, если это необходимо.

Точка поворота находится в центре массива, а размеры: 117 дюймов x 1,5 дюйма x 129 1/16 дюйма. Вес составляет 470 фунтов, а центр тяжести находится в центре оси вращения. в центре стороны 117 дюймов. (см. рисунок ниже)

введите описание изображения здесь

Какой из этих моментов инерции я хотел бы использовать в этом уравнении, должен ли я использовать главный глобальный или центр тяжести? В настоящее время я нахожусь на основной вкладке, и она дает мне I1, I2 и I3. Кто-нибудь из них правильный?

Скорость вращения не более 0,001 об/мин. (0,00003333333 π рад/с) Кто-нибудь знает, какое значение я должен использовать для углового ускорения на двигателе постоянного тока? Я очень мало знаю о физике, и у меня проблемы.

Проходит ли ось вращения через центр масс?
Да, ось вращения проходит через центр масс. Рама симметрична как по длине, так и по материалам.
@ user2201182, какова цель вашего расчета? Если у вас уже есть двигатель для этого приложения, расчеты будут излишними. Если, с другой стороны, вы пытаетесь выбрать двигатель, который будет работать так, как задумано, это будет полезная информация.
@DavidWhite Я хотел бы найти самый маленький двигатель, который мог бы работать при включенной передаче. Для этого мне нужно найти необходимый крутящий момент, так как я уже знаю скорость. Я планирую использовать систему червячной передачи, чтобы получить очень большое передаточное число при низкой скорости, высоком крутящем моменте и отсутствии обратного давления на двигатель. Однако у меня очень мало денег, поэтому мне нужно планировать все заранее, потому что я не могу тратить много денег на покупку различных передаточных чисел и двигателей.
Крутящий момент дает вам угловое ускорение, а не скорость вращения. Крутящий момент нужен для двух вещей: начать вращение с упора, преодолеть сопротивление. Учитывая вашу довольно низкую скорость, ускорение почти не имеет значения. Вам нужно преодолеть сопротивление. Если эта панель подвергается воздействию элементов, ветровая нагрузка может во много раз превышать силы, необходимые для ускорения. Я не думаю, что момент инерции панели будет ограничивать размер двигателя.

Ответы (3)

Сначала ответ: учитывая вашу ось вращения, которая является осью x, вы ищете момент инерции, связанный с этой осью, который является первым, наименьшим главным моментом ( я 1 ). Это становится таким простым только потому, что в вашей установке оси координат и оси симметрии идентичны.

Теперь некоторые комментарии: как @BowlOfRed также указал в комментариях, есть некоторые намеки, которые предполагают, что момент инерции не имеет или имеет мало значения при определении размеров вашего двигателя для этой установки:

В идеально сконструированной сборке, которая медленно разгоняется до таких медленных скоростей (скажем, вы даете около 5-10 секунд для разгона от нуля до конечной угловой скорости ), крутящий момент двигателя, необходимый для достижения этого ускорения, будет незначительным. В идеальной системе постоянное вращение само по себе не требует поддержания крутящего момента. О чем вам нужно позаботиться, так это

  1. Асимметрия системы из-за несовершенной конструкции
  2. Трение
  3. Сила стихии (ветер, осадки, мусор)

Я ожидаю, что дополнительное сопротивление, вызванное этими эффектами, будет намного выше, чем «чистый» момент инерции.

Поскольку силы будут самыми высокими в центре вращения, вы можете захотеть рассмотреть любой приводной механизм, который крепится к внешней части панели (с помощью поршней, цепей, троса и т.п.), так как ему придется преодолевать гораздо меньшее сопротивление, чем способ. Это (поршни, прикрепленные к внешней области) на самом деле так устроены солнечные батареи на моем рабочем месте.

Всего наилучшего вашему проекту!

Крутящий момент, необходимый в точке вращения A , чтобы вращать объект с ускорением на θ ¨ является

т А "=" я А θ ¨ + с Икс Вт
где

  • я А "=" я с о м + м с 2 это массовый момент инерции в стержне
  • с это общее расстояние между стержнем и центром масс
  • с Икс горизонтальное расстояние между стержнем и центром масс
  • Вт это вес детали

В вашем случае, если стержень находится в центре масс ( с "=" с Икс "=" 0 ) тогда все, что вам нужно, это

т А "=" я А θ ¨
и вам нужно измерить момент инерции масс относительно оси вращения. Я не знаю, как Inventor справляется с этим, но вы должны иметь возможность выбрать, в какой точке и в какой системе координат вы хотите измерить инерцию.

1.) если бы вы могли назначить новую систему координат своей модели, чтобы одна из осей совпадала с осью вращения, затем возьмите инерцию вдоль этой оси и умножьте на угловое ускорение, чтобы получить крутящий момент.

Какой момент инерции мне нужен для расчета крутящего момента?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v