ملخص
عند استخدام Multi Body Dynamics (MBD)، من المهم إعداد نموذج لا يستغرق حله وقتًا طويلاً. إن استخدام الأجسام الصلبة هو أفضل طريقة لتحقيق ذلك. في Ansys Motion، عندما تكون بعض الأجزاء المرنة ضرورية، هناك خياران لحساب الإجهاد في الأجسام: النهج العقدي، الذي يستخدم صياغة العناصر المحدودة الكاملة، والمنهج المشروط، الذي يستخدم التوسع الخطي المشروط. تقارن هذه المدونة هاتين المنهجيتين لتحديد الاختلافات في نتائج الضغط.
التحليل النموذجي والعقدي.
باستخدام النهج العقدي، سيقوم الحل بإجراء حساب FEA الكامل، بما في ذلك الحد الأقصى لدرجات الحرية (DOF) وحجم المصفوفة داخل النموذج. من ناحية أخرى، فإن النهج المشروط يفترض ناقل التشوه ش يتم تمثيله من خلال الجمع الخطي لمجموعة من أشكال الوضع.
عوامل الحجم أو السعات أ تسمى الإحداثيات المشروطة و ج هي مجموعة من أشكال الوضع.
يمكننا أن نرى أنه يمكن بناء التشوه على النحو التالي:
بعد ذلك، سيقوم الحل أولاً بحساب التحليل النموذجي للأجزاء المرنة وسيستخدم الأوضاع المحسوبة لحل النموذج. في هذه الحالة، سيتم تقليل عدد DOF بشكل كبير. تنطبق هذه المنهجية حصريًا على النماذج الخطية.
نموذج الحركة.
في هذا المثال، تمت محاكاة مجموعة الحفار الهيدروليكي باستخدام العديد من المفاصل ووظائف الحركة لتكرار المحركات الهيدروليكية. يتم تطبيق حمل على الدلو لمحاكاة الوزن الذي يحمله. يتم حل النموذج باستخدام طرق مختلفة. في البداية، يتم استخدام الأجسام الصلبة لتحديد زمن الحل الأساسي. وبعد ذلك، يتضمن النموذج الثاني 5 أجسام مرنة باستخدام النهج العقدي. أخيرًا، يستخدم النموذج الأخير أيضًا أجسامًا مرنة ولكنه يستخدم حلاً مشروطًا بدلاً من الحسابات العقدية الكاملة لـ FEA.
بالنسبة لنموذج الجسم الصلب، يكون وقت الحساب أقل من ثانية واحدة. ومع ذلك، فإن هذا النموذج لا يؤدي إلى أي نتائج إجهاد أو إجهاد.
عند استخدام النهج العقدي، هناك أكثر من 47 ألف DOF و271 ثانية للحصول على الحل.
باستخدام الأجسام المرنة المشروطة، يحتوي التحليل على حوالي 200 DOF ويستغرق حوالي 5 ثوانٍ. وهذا فرق مهم مع حسابات FEA الكاملة.
نتائج التوتر.
إن الإجهاد المكافئ خلال الخطوات الزمنية المختلفة هو نفسه في كلا النموذجين. الحد الأقصى للقيمة التي تم الوصول إليها للنموذج العقدي (الجانب الأيمن) هو 112.08 ميجا باسكال عند 6.80 ثانية وللنموذج المشروط هو 111.96 عند 6.72 ثانية. فرق الضغط هو 0.107٪.
ملاحظات اضافية
يمكنك التحكم في الحد الأقصى لعدد الأوضاع المستخدمة لكل توسيع مشروط للجسم ومعرفة كيفية منع أشكال الوضع الأول لتحسين جودة الحل.
التوصيات
لا يمكن استخدام مواد غير خطية للأجسام المشروطة. ومن المهم استخدام هذه التقنية فقط عندما تنطبق التشوهات الصغيرة وافتراضات المواد الخطية.
الاستنتاجات
يُعد أسلوب الجسم المشروط مفيدًا في العثور بسرعة على الحلول والتحقق من حالات الضغط العامة. بمجرد تحديد ما إذا كانت المواد الخطية قابلة للتطبيق في كل حالة محددة، يمكن للمستخدمين التبديل إلى التحليل العقدي إذا لزم الأمر.
يمكن أن يكون الوقت الذي يتم توفيره باستخدام هذه الطريقة أمرًا بالغ الأهمية خلال مرحلة التصميم الأولي. يمكن للمستخدمين اختبار سيناريوهات مختلفة ثم الانتقال إلى نموذج عقدي كامل بمجرد تحديد السيناريوهات الواعدة.