Join the forum for Designers!
Your expertise is vital to the community. Join us and contribute your knowledge!
Join the Forum NowShare, learn and grow with the best professionals in the industry.
КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ
При использовании Multi Body Dynamics (MBD) важно создать модель, решение которой не займет слишком много времени. Использование твердых тел — лучший подход для достижения этой цели. В Ansys Motion, когда необходимы некоторые гибкие детали, есть два варианта расчета напряжений в телах: узловой подход, который использует полную формулировку методом конечных элементов, и модальный подход, использующий модальное линейное разложение. В этом блоге сравниваются эти две методологии, чтобы выявить различия в результатах стресса.
Модальный и узловой анализ.
Используя узловой подход, решатель выполнит полный расчет FEA, включая максимальные степени свободы (DOF) и размер матрицы в модели. С другой стороны, модальный подход предполагает вектор деформации ты представляется путем линейного объединения набора форм моды.
Масштабные коэффициенты или амплитуды а называются модальными координатами и Ψ представляет собой набор форм мод.
Мы видим, что деформацию можно построить как:
Затем решатель сначала выполнит модальный анализ гибких деталей и будет использовать рассчитанные режимы для решения модели. В этом случае количество ГРИП будет значительно уменьшено. Эта методология применима исключительно к линейным моделям.
Модель движения.
В этом примере гидравлический экскаватор в сборе был смоделирован с использованием различных соединений и функций движения для имитации гидравлических приводов. К ковшу прилагается нагрузка, имитирующая вес, который он несет. Модель решается с использованием различных подходов. Первоначально твердые тела используются для определения базового времени решения. Впоследствии вторая модель включает 5 гибких тел с использованием узлового подхода. Наконец, последняя модель также использует гибкие тела, но вместо полных узловых расчетов FEA использует модальное решение.
Для модели твердого тела время расчета составляет менее одной секунды. Однако эта модель не дает никаких результатов по напряжениям или деформациям.
При использовании узлового подхода для получения решения требуется более 47 тысяч степеней свободы и 271 секунда.
При использовании модальных гибких тел анализ имеет около 200 степеней свободы и занимает около 5 секунд. Это важное отличие от полных расчетов FEA.
Результат стресса.
Эквивалентное напряжение на разных временных шагах по существу одинаково в обеих моделях. Максимальное значение, достигнутое для модели Nodal (справа), составляет 112,08 МПа при 6,80 с, а для модели Modal — 111,96 при 6,72 с. Разница напряжений составляет 0,107%.
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ
Вы можете контролировать максимальное количество мод, используемых для каждого модального расширения тела, и видеть, как подавляются формы первых мод, чтобы улучшить качество решения.
РЕКОМЕНДАЦИИ
Невозможно использовать нелинейные материалы для модальных тел. Важно использовать этот метод только там, где применимы небольшие деформации и предположения о линейности материала.
ВЫВОДЫ
Подход модального тела полезен для быстрого поиска решений и проверки общего напряженного состояния. После того как будет определено, применимы линейные материалы в каждом конкретном случае, пользователи могут при необходимости переключиться на узловой анализ.
Время, сэкономленное с помощью этого метода, может иметь решающее значение на этапе предварительного проектирования. Пользователи могут протестировать различные сценарии, а затем перейти к полной узловой модели, как только они определят наиболее перспективные.
Join the forum for Designers!
Your expertise is vital to the community. Join us and contribute your knowledge!
Join the Forum NowShare, learn and grow with the best professionals in the industry.