Определение перемещения в точке при гармоническом анализе

[Beethoven 0]

Здравствуйте, уважаемые пользователи форума! Сначала опишу модель. Датчик (синий цвет, показан прозрачным) закреплен через кронштейн1 (зеленый цвет) на кронштейне2 (розовый цвет). Кронштейн2 далее закрепляется на своем основании (источник вибрации) через три нижних отверстия. Оба контакта в модели связанные (bonded). Нужно исследовать отклик-перемещение (Deformation) в точке1 на входное гармоническое воздействие (Harmonic Responce).

В реальности датчик – сложное оптико-электронное изделие с конкретными массой и моментами инерции.

Я пытался решить задача двумя путями.

1.     Использовать вместо датчика точечную массу (Point Mass), привязанную к привалочной повехности кронштейна1, с легко задающимися в ее свойствах инерционно-массовыми характеристиками, соответствующими реальному датчику. Но тогда как задать точку1 (центр масс реального датчика не совпадает с точкой1), чтобы посмотреть ее отклик-перемещения? Я смотрел это перемещение на ближайших явных точках, но это показывает лишь весьма приблизительное значение. Не то.

2.    Использовать вместо датчика его модель-твердое тело, задать точку1 явно, сделав в геометрии датчика-твердого тела конический вырез (на представленном рисунке не показан), вершина которого была расположена в искомой точке. Но тогда возникает вопрос, как переопределить инерционно-массовые характеристики датчика-твердого тела (в Ansys в Details of «датчик» в разделе «Properties» они заданы жестко и не могут быть изменены (вытекают из геометрии детали и свойств материала))? Если создать и применить к датчику новый материал с соответствующей плотностью, чтобы получить нужную массу, то опять таки не получается задать расположение центра масс и моменты инерции (определяются геометрией датчика-твердого тела и соответственно не совпадают с таковыми у реального датчика). Да и при таком подходе Ansys строит сетку на датчике и считает на ней, увеличивая время расчета. Хотя я хотел бы представить этот датчик абсолютно жестким, только носителем инерционно-массовых характеристик (как Point Mass).

Подскажите, как можно решить такую проблему?

Изменено 1 апреля 2017 пользователем Beethoven

[piden 2 874]

6 hours ago, Beethoven said:

1.     Использовать вместо датчика точечную массу (Point Mass), привязанную к привалочной повехности кронштейна1, с легко задающимися в ее свойствах инерционно-массовыми характеристиками, соответствующими реальному датчику. Но тогда как задать точку1 (центр масс реального датчика не совпадает с точкой1), чтобы посмотреть ее отклик-перемещения? Я смотрел это перемещение на ближайших явных точках, но это показывает лишь весьма приблизительное значение. Не то.

Если можно смоделировать датчик точечной массой (абс. тв. телом) и соотв. найти отклик в центре масс, то почему нельзя пересчитать через преобразование координат отклик любой точки, принадлежащей датчику? Возможно только, придется снимать в ц.м. не только перемещения, но и углы поворотов.

[Beethoven 0]

Согласен с Вами. Такая идея преобразования была. С той лишь разницей, что я собирался привязаться не к центру масс (Point Mass), а к привалочной поверхности кронштейна1 и ее угловым точкам и уже из их перемещений и поворотов найти перемещение в точке1, но я подумал, что может быть есть более простые средства. Кстати, если пойти путем преобразования, то можно ли написать соответствующую программу с помощью APDL (я к сожалению им не владею, во всяком случае пока не владею)?

[piden 2 874]

42 minutes ago, Beethoven said:

то можно ли написать соответствующую программу с помощью APDL

Думаю да.

Лично мне намного проще было бы написать скрипт для постпроцессинга на каком-нибудь знакомом языке, потом вызывать его кликом по бат файлу.

А на APDL сделать только экспорт результатов.

Хотя если нужна оптимизация, куда экстремальные значения перемещений искомой точки пойдут в качестве параметров, то скорее всего без apdl -скрипта не обойтись.

Изменено 2 апреля 2017 пользователем piden

[kolo666 253]

Не совсем понимаю, для чего нужно знать перемещения датчика в какой то там точке..

14 часа назад, Beethoven сказал:

Я смотрел это перемещение на ближайших явных точках, но это показывает лишь весьма приблизительное значение. Не то.

Вам большую погрешность даст моделирование датчика солидом, жесткий контакт, и демпфирование.. нежели чем все остальное

 

Ну а как вариант зацепить нужную точку к поверхности rbe3..

Изменено 2 апреля 2017 пользователем kolo666

[AlexKaz 1 822]

15 часов назад, Beethoven сказал:

возникает вопрос, как переопределить инерционно-массовые характеристики датчика-твердого тела (в Ansys в Details of «датчик» в разделе «Properties» они заданы жестко и не могут быть изменены (вытекают из геометрии детали и свойств материала))?

Варьировать плотность в датчике, сделав его составным. Или добавить точечную массу как в SW.

2 часа назад, Beethoven сказал:

Кстати, если пойти путем преобразования, то можно ли написать соответствующую программу с помощью APDL (я к сожалению им не владею, во всяком случае пока не владею)?

Как-то сложно. Excel и уравнений теормеха должно хватить.

[piden 2 874]

1 hour ago, kolo666 said:

Ну а как вариант зацепить нужную точку к поверхности rbe3..

Кстати да, хороший вариант!

 

@Beethoven, в технологиях воркбенча без apdl скриптов это будет как "вариант 1" + "вариант 2" = создать точечную массу в нужном месте с требуемыми моментами инерции + добавить абс. твердое тело, в котором будет точка в нужном месте. Массу тела задать нулевой либо очень близкой к нулю.

 

UPD: либо вместо "варианта 2" тоже расположить ничтожно малую точечную массу в точке снятия отклика.

Почему-то очевидное решение сразу в голову не пришло))

Изменено 2 апреля 2017 пользователем piden

[Beethoven 0]

Спасибо за ответы. По сути понравился вариант со снятием отклик-перемещения в точках Point mass, но возникла сложность. Не получается прописать эти самые Point mass, как точки для снятия отклика. Делал таким образом: задавал Point mass со всеми координатами ее расположения, массой и моментами инерции, затем щелчок на ней RMB, выбирал пункт Promote remote point, таким образом получается точка, в которой предполагается снять отклик-перемещение. Такой способ отлично работает в Static structural (выбираем Deformation Probe, указываем Location method/ Remote Point, указываем в списке нужную точку и смотрим ответ). Но в Harmonic response нет Probe Deformation, а если взять просто Total deformation или Frequency response, то в окне свойств нет выпадающего списка Location method. Есть только Scoping method, но там эту точку выбрать нельзя. Может есть другой способ использования точки Remote point для снятия отклика?
Что касается RBE3, то пока еще не приходилось с ней работать. Подскажите, как к нему подступиться? Какой кнопкой (иконкой) и в каком модуле (Design modeler или уже в Mechanical) вызывается эта команда? Нужно ли сначала строить повехностную модель датчика в CADе (в моем случае SolidWorks)?

[soklakov 1 475]

23 минуты назад, Beethoven сказал:

Может есть другой способ использования точки Remote point для снятия отклика?

Какую версию используете? С R18 Remote Point могут создаваться без привязки к геометрии модели.

Если честно, я не очень разобрался, что мешает Вам жить, но R18, вероятно, может помочь. (если вариант @piden не подойдет)

[Beethoven 0]

Мне нравится вариант, который предложил @piden. Тут все правильно и логично, и  дело не в привязке к геометрии. Точка Remote point создается без проблем на основе Point mass, присутствует в дереве модели, т.е. вроде все нормально. Загвоздка в том, что не получается указать системе эту точку, чтобы в ней посчитать отклик. Пользуюсь версией 14.5.

Изменено 3 апреля 2017 пользователем Beethoven

[soklakov 1 475]

Только что, Beethoven сказал:

Загвоздка в том, что не получается указать системе эту точку, чтобы в ней посчитать отклик.

А вот со свободно висящими RP, да еще имеющими возможность соединяться с другими RP, можно измерять перемещения, где душе будет угодно. И все требуемые афинные преобразования будут выполняться автоматически. Хотя, как по мне, и предложенных способов достаточно, можно и в 14.5 остаться, конечно.

[kolo666 253]

1 час назад, Beethoven сказал:

Что касается RBE3, то пока еще не приходилось с ней работать. Подскажите, как к нему подступиться? Какой кнопкой (иконкой) и в каком модуле (Design modeler или уже в Mechanical) вызывается эта команда?

Это интерполяционный элемент, если не работали с ним то наверное пока и не стоит начинать..полагаю подступиться к нему в ВБ можно через командные вставки. Конкретику лучше у товарища @soklakov спросить, ему виднее будет)

 

@Beethoven Не мудрите, сделайте вот так: 

В 02.04.2017 в 12:05, piden сказал:

добавить абс. твердое тело, в котором будет точка в нужном месте. Массу тела задать нулевой либо очень близкой к нулю.

Ну если какие то трудности и с этим вариантом вознукнут, то протяните балочный элемент от поверхности в нужную точку, типа BEAM, сделайте его жестким с нулевой массой).

Изменено 3 апреля 2017 пользователем kolo666

[kolo666 253]

[Beethoven 0]

Благодарю всех за ответы.) Существенно облегчили мне задачу. Отдельное спасибо piden и kolo666 за вполне конкретные и понятные варианты.

Попробую найти еще какие-нибудь способы. Если получится, то распишу здесь. Может кому-то будет интересно.