Перейти к публикации

SW Non linear dynamic study симуляция удара


Рекомендованные сообщения

Решил попробовать провести анализ падения тела в NL dynamic с целью разобраться в тонкостях настройки анализа и дальнейшего использования в практических задачах

требуются советы т.к. возникают некоторые вопросы из за отсутствия опыта и практики применения 

 

1. Алюминиевый фланец D150хd100xL15 mm (material plastic) падает с высоты 2м на стальную наковальню (material elastic) время расчета 30е-6 сек, 

    цель узнать остаточные деформации фланца и сопутствующие данные (напряжения в месте контакта, контактные силы, затраченную энергию)

2.  После расчета для понимания правильности результатов хочу сравнить баланс энергии, но СВ показывает ноль во всех элементах 

если это проблема СВ, то правильно ли я понимаю что я могу посчитать затраченную энергию методом указанным в другой ветке

3. Когда смотрю на возникающие напряжения в узле в месте контакта , графики изменения скорости  и  силы контакта то смущает что при стремлении скорости и силы к нулю напряжения растут. В моём понимании пики скорости и силы в начальный момент выше а значит и напряжения должны быть больше чем когда система успокаивается.

что и где не так?

4.  Можно ли использовать симметрию в Non linear dynamic при расчете удара? 

      попробовал считать половину модели, считать считает, но так как не уверен в адекватности результатов полной модели то результаты 1/2 непонятны тем более

5. как в Non linear dynamic задавать зависимость мехсвойств от скорости деформации?

 

ну и в конце вот отсюда цитата: 

В 12.04.2018 в 12:26, piden сказал:

Ну так! В Дайне-то любой посчитает! А вот в SW... :rolleyes:

 

кому будет интересно модель с расчетом в СВ2017 здесь https://yadi.sk/d/W4W7qH5kYGJo2Q

 

 

13-05-2020 13-28-45.jpg

13-05-2020 13-42-57.jpg

13-05-2020 13-55-38.jpg

13-05-2020 13-56-09.jpg

13-05-2020 13-50-32.jpg

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах


UnPinned posts
36 минут назад, Jesse сказал:

Такое ощущение, что там несколько гармоник друг на друга накладываются...

Да, а как же. Диск колеблется сразу на нескольких формах - вот и получается такое сложное движение. При чем на высокие формы не хватает разрешающей способности шага по времени. Плюс это все происходит еще и с пластикой и после отскока.

Даже если просто подвесить диск в воздухе и стукнуть его в линейной динамике то чистой синусоиды не получить - будет "пила".

3 часа назад, ak762 сказал:

интересно существуют ли для СВ тесты nafems benchmark non linear dynamics, погуглил попадаются только линейная динамика для вибрации

Похоже что их не существует не только для СВ но и вообще.

С дроп-тестом два варианта развития событий.

Или мы сводим все к линейной динамике или статике.

Или считаем как есть, возможно в явном решателе. Это уже целое научное исследование.

И еще надо помнить что в высокой нелинейщине и критерии разрушения другие - на сцену выходит ударная вязкость и много чего еще, наверное. Я в этой области не очень компетентен так что на этом наши полномочия - все.

Вообще, такие задачи нужно считать в LSD или в бабакусе.

Пойду попробую прогнать это колесо в явной 701 решалке.

UPD.

@ak762 @Jesse В явном решателе все считается еще быстрее, прямо со свистом. На расчет ушло полторы минуты. Результаты примерно те же. Пила куда-то пропала. Не знаю хорошо ли это или плохо.

3.png

Изменено пользователем karachun
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
46 minutes ago, Jesse said:

Или вы хотите целиком для всей модели всю энергию чтоб вывела программа?

именно, чтобы

 

On 5/13/2020 at 3:32 PM, ak762 said:

2.  После расчета для понимания правильности результатов хочу сравнить баланс энергии,

 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1 час назад, Jesse сказал:

с чем связана "пилообразность" графика в хвосте?

Связано с точностью численного решения. Надо разобраться каким методом решает программа. Какой должен быть шаг интегрирования на уровне теории. И т.д и т.п.

Начинать нужно с линейной постановки. И получить прямую линию для более простых тестов. А потом усложнять. 

 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
55 minutes ago, karachun said:

так что на этом наши полномочия - все.

спасибо всем учасникам диалога,

 @Jesse @karachun неимоверно помогли в понимании нелинейной динамики с результатами расчетов

@karachun достойный последователь @piden (кстати куда он пропал в свете текущих событий) когда ты еще только думаешь как делать, а он уже готовое решение демонстрирует :clap_1:

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

@ak762 Вот это комплимент)

1 час назад, ak762 сказал:

кстати куда он пропал в свете текущих событий

Можно его позвать.

@piden, отзовись, мы о тебе беспокоимся.

Раз уж такое дело то я позову еще и @Mrt23 а то он тоже не появляется на форуме.

P.S. Вывел скорость узла на боковой части обруча - особой потери скорости после отскока не видно, но так и должно быть - это же не пластилин.

4.png

Снимок.PNG

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
3 часа назад, karachun сказал:

Да, а как же. Диск колеблется сразу на нескольких формах - вот и получается такое сложное движение.

не, я про отдельный узел спрашивал. Но свободные колебания  одного узла (элемента дискретной системы) тоже по всем формам будет. А всё тело - это вектор. Вот ща освежил..)  Подзабыл:doh:

 

3 часа назад, karachun сказал:

В явном решателе все считается еще быстрее, прямо со свистом. На расчет ушло полторы минуты. Результаты примерно те же. Пила куда-то пропала. Не знаю хорошо ли это или плохо.

Что свидетельствует в пользу того, что пила суть погрешность. Правильно сделанный анализ  явным решателем  точнее ведь.....

 

2 часа назад, ДОБРЯК сказал:

Связано с точностью численного решения. Надо разобраться каким методом решает программа. Какой должен быть шаг интегрирования на уровне теории. И т.д и т.п.

Начинать нужно с линейной постановки. И получить прямую линию для более простых тестов. А потом усложнять. 

 

Ньютон-Рафсон, интегрирование Ньюмарк. 
 

Цитата
Newmark Несвязанные уравнения движения решаются методом временных шагов Newmark.

Для линейного изменения ускорения между временными шагами выберите:

  • Первый параметр интеграции a =0,5
  • Второй параметр интеграции beta = 1/6

Для постоянного ускорения между временными шагами выберите:

  • a = 0,5 и beta =0,25.
Wilson-Theta Метод интегрирования Wilson-Theta используется для решения несвязанных уравнений движения.

Theta. Значение theta управляет численной устойчивостью

Для theta = 1 постановка решения задачи подобна методу линейного ускорения Newmark.

Для значения theta больше или равного 1,37 метод Уилсона (Wilson) является безусловно устойчивым.


@ak762 кстати, странно что параметры интегрирования в SW в линейной динамике настраиваются, а в нелинейной - нет.....
вот тут внизу
http://help.solidworks.com/2019/russian/SolidWorks/cworks/c_Modal_Time_History_Analysis.htm

и ещё:

6 часов назад, ak762 сказал:

тоже посчитал вчера по заданным условиям, стальную деталь обозначил как rigid body для экономии времени расчета

по идее rigid body должно значительно повлиять на результат.........

2 часа назад, ak762 сказал:

неимоверно помогли в понимании нелинейной динамики с результатами расчетов

да ладно.. большинство тут - адекватные люди, мы все друг другу по идее помогаем..) каждый из нас хоть чё-то по теме знает, чего другой не знает. По крайней мере я в это свято верю.. "я верю в индивидуумов", как говорил Капитан Америка:biggrin:
 

 

55 минут назад, karachun сказал:

@piden, отзовись, мы о тебе беспокоимся.

Раз уж такое дело то я позову еще и @Mrt23 а то он тоже не появляется на форуме.

лучше уж только второго:biggrin:клоунов у нас тут хватает итак:biggrin:
Последний раз Марат мне писал года два назад на этом форуме, переезжать в Ростов на новую работу собирался..))
Переезжать именно из Москвы в Ростов, а не наоборот. И как он утверждал, это хорошая тенденция..)

Изменено пользователем Jesse
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1 minute ago, Jesse said:

по идее rigid body должно значительно повлиять на результат

так он и повлиял, на графике наблюдается подобие продемонстрированным результатам, а  цифры у меня другие 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

@karachun смотрю на график скорости и впечатление что второй пик на графике напряжения это когда упругая волна в теле возвращаетя и за счет деформации обруч успевает ударится о поверхность еще раз, процес настолько скоротечный что остаётся только делать умозаключения в силу своих знаний.

 

28 minutes ago, Jesse said:

лучше уж только второго:biggrin:клоунов у нас тут хватает итак:biggrin:

@Jesse у каждого свой опыт общения здесь, лучше не сворачивать в сторону срача

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
28 минут назад, ak762 сказал:

смотрю на график скорости и впечатление что второй пик на графике напряжения это когда упругая волна в теле возвращаетя и за счет деформации обруч успевает ударится о поверхность еще раз, процес настолько скоротечный что остаётся только делать умозаключения в силу своих знаний.

к комменту выше: я сам далеко не спец в нелинейной динамике..) так что меня тем более не стоит благодарить:smile:но из моих не вполне правильных заключений вам на ум может прийти правильное..) в этом и есть польза форума.

вот кстати на просторах наткнулся на интересный коммент. Видимо, переведённый.. но суть ясна..)
https://switch-case.ru/51251656

Цитата

Основное различие между неявными и явными решениями динамики заключается в том, что явное решение учитывает конечную скорость распространения (со скоростью звука) динамических эффектов через материал. Для этого вам нужна сетка, которая достаточно хороша, чтобы представлять пространственные эффекты (например, «волна напряжения», распространяющаяся через структуру), и временные шаги того же порядка величины, что и время прохождения звуковых волн от каждого элемента его соседям. Если временные шаги превышают этот размер, ответ обычно будет нестабильным, и анализ завершится неудачно после нескольких временных шагов. Размер временного шага ограничен элементом наименьший в модели, а не средним размером.

Неявные методы решения маскируют эти локальные эффекты. Распространение динамических эффектов вокруг структуры контролируется инерцией (массой) структуры, а не локальной скоростью звука. Вы можете думать о неявном методе решения, поскольку предполагается, что скорость звука бесконечна или (эквивалентно), что любая прикладная нагрузка влияет на всю структуру мгновенно.

Сетка для неявного решения должна быть достаточно хорошей, чтобы фиксировать общую деформацию структуры, а временные шаги должны быть достаточно малы, чтобы фиксировать частотный спектр интересующего вас ответа.

Если вам не нужны мелкие детали из явного анализа, неявное решение, как правило, выполняется гораздо быстрее - возможно, на несколько порядков быстрее.

Например, если вы моделировали динамику дорожного транспортного средства для типичных условий движения, вы, вероятно, в основном заинтересованы в низкочастотной реакции на удары на дороге и т. Д., А также распространение стрессов и деформаций с одного конца транспортного средства на другой, поскольку «волны напряжений» с временным интервалом порядка 1 мс не имеет значения. Но если вы хотите смоделировать деформацию одного и того же транспортного средства в аварии, захват локального высокоскоростного поведения структуры, поскольку он деформирует , важно, и вам нужно сделать явный анализ. Как правило, размер временного шага для явной динамики составляет порядка микросекунды.

Статический анализ «подразумевается» по определению - статический ответ игнорирует любое поведение переходного процесса, которое возникает, когда нагрузки применяются к структуре.

В Abaqus существует некоторая общность между процедурами анализа Explicit and Implicit (a.k.a. Standard). Например, вам может понадобиться провести анализ динамики, когда нагрузки внезапно удаляются из предварительно загруженной структуры. В этом случае вы можете сначала провести (неявный) анализ напряжений и использовать установившиеся результаты в качестве начальных условий для (явного) анализа динамики.

Обратите внимание, что ни одно из вышеупомянутых линейных или нелинейных действий - как явные, так и неявные методы могут быть либо линейными, либо нелинейными. Но в приложениях «реального мира» обычно бывают более быстрые способы моделирования динамического ответа динамической скорости linear структуры, поэтому модели, проанализированные с помощью Abaqus Explicit, обычно являются нелинейными.


Там же, о чём @karachunвыше писал - выделил курсивом. 
То бишь как я понимаю смысл в том, что в неявном методе мы ограничены временным шагом - нам его надо делать ну ооочень малым, чтоб график получался относительно гладким и чтобы "уместилось" как можно больше собственных частот, гармоник (у распределённой системы их бесконечное число). Но чем выше наинизшая СЧ конструкции, тем меньше частот мы сможем уместить за данный временной шаг, и тем "более "пикообразным" получится график отклика в неявной решалке.
А в неявной динамике этих проблем нет, потому что там математика другая. Там нет частот, но есть волны:smile:
 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1 час назад, ak762 сказал:

смотрю на график скорости и впечатление что второй пик на графике напряжения это когда упругая волна в теле возвращаетя и за счет деформации обруч успевает ударится о поверхность еще раз, процес настолько скоротечный что остаётся только делать умозаключения в силу своих знаний.

На анимации что-то такое есть, надо будет завтра посмотреть.

51 минуту назад, Jesse сказал:

А в явной динамике этих проблем нет, потому что там математика другая.

Только в явной динамике с каждым шагом накапливаются ошибки.

Изменено пользователем karachun
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
28 минут назад, karachun сказал:

Только в явной динамике с каждым шагом накапливаются ошибки.

это ошибки другого характера. В чём они проявляются - ты нам скажи, тебе виднее..:smile:

Добавлю ещё к вышесказанному: некоторые (в общем-то, как обычно) скажут, что вот тип в нелинейной динамике пропадает понятие собственной частоты/формы, нельзя вывести отклик в зависимости от частоты и т.п. и т.д.
НО! Во-первых, у нас на итерации каждого шага решается линейная задача; во-вторых, несколько месяцев назад обсуждался тип анализа в некоторых программах как Linear Pertubation (опр-е собственных частот для нелинейной системы); в третьих, в нелинейной динамике (неявной по крайней мере) по графику отклика всё равно можно определить косвенно СЧ, если система проявляет слабую нелинейность и входящий импульс очень простой, суть какая-нибудь гармоника, например..
или по свободным колебаниям как в задачке этого в этом топике..

Изменено пользователем Jesse
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1 час назад, Jesse сказал:

В чём они проявляются - ты нам скажи, тебе виднее..

Не, я только знаю что они накапливаются. Пока мне этого достаточно.

1 час назад, Jesse сказал:

Добавлю ещё к вышесказанному: некоторые (в общем-то, как обычно) скажут, что вот тип в нелинейной динамике пропадает понятие собственной частоты/формы, нельзя вывести отклик в зависимости от частоты и т.п. и т.д.

Не пропадает. В линейной динамике тоже можно считать переходные процессы и результаты там будут выводиться по времени. Это вопрос удобства вывода результатов - или в зависимости от частоты или от времени. Резонанс никуда от этого не исчезнет.

Если заморочиться то можно с помощью преобразования Фурье разложить отклик на гармоники, но двойной труд.

1 час назад, Jesse сказал:

Linear Pertubation (опр-е собственных частот для нелинейной системы)

Это как со всем известной линейкой? Но это просто использование результатов нелинейной статики в модальном анализе.

1 час назад, Jesse сказал:

неявной по крайней мере

И в явной тоже, пока нелинейность не стала сильно проявляться.

1 час назад, Jesse сказал:

в третьих, в нелинейной динамике (неявной по крайней мере) по графику отклика всё равно можно определить косвенно СЧ, если система проявляет слабую нелинейность и входящий импульс очень простой, суть какая-нибудь гармоника, например..
или по свободным колебаниям как в задачке этого в этом топике..

Собственная частота это математическая абстракция. Мы можем ее определить если известна геометрия и НДС тела. Нелинейным решателем можно найти НДС для очень сложных задач. Если мы на каждом шаге высоконелинйного процесса будем делать рестарт и считать собственные частоты то можем получить историю их изменения на протяжении всего процесса.

Но если мы смотрим на результаты нелинейного расчета то мы наблюдаем отклик, отклик это не собственная частота. Отклик это уже реально наблюдаемое явление. Все системы являются нелинейными. И здесь уже от степени нелинейности зависит - сможем ли мы натянуть линейную собственную частоту на нелинейнную систему или нет.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
13 часов назад, Jesse сказал:

интегрирование Ньюмарк

неявный метод.

13 часов назад, Jesse сказал:

Newmark Несвязанные уравнения движения решаются методом временных шагов Newmark.

Для линейного изменения ускорения между временными шагами выберите:

  • Первый параметр интеграции a =0,5
  • Второй параметр интеграции beta = 1/6

Для постоянного ускорения между временными шагами выберите:

  • a = 0,5 и beta =0,25.

Эти два параметра определяют устойчивость решения. В теории метода только 2 оптимальных параметра. То что в учебниках написано.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
12 часов назад, Jesse сказал:

То бишь как я понимаю смысл в том, что в неявном методе мы ограничены временным шагом - нам его надо делать ну ооочень малым, чтоб график получался относительно гладким и чтобы "уместилось" как можно больше собственных частот, гармоник (у распределённой системы их бесконечное число). Но чем выше наинизшая СЧ конструкции, тем меньше частот мы сможем уместить за данный временной шаг, и тем "более "пикообразным" получится график отклика в неявной решалке.

В неявном методе нужно делать меньше шагов чем в явном. Но время одного шага будет больше.

Есть разные методы.

Метод Хаболта - неявный метод. Будет абсолютно устойчивым для случая заданной нагрузки, если время шага < Тмин / 4 .

Тмин -- минимальный период собственных колебаний из S колебательных мод.

Изменено пользователем ДОБРЯК
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
12 часов назад, karachun сказал:

Не, я только знаю что они накапливаются.

мы интегрируем и в явной , и в неявной динамике. И по логике ошибки и там, и там накапливаться должны.. Но весь секрет, очевидно, кроется в процедуре, в особенности которой я не вдавался..))

 

12 часов назад, karachun сказал:

Но это просто использование результатов нелинейной статики в модальном анализе.

ну. я к тому и говорю: многие сразу скажут, что это бессмыслица - определить СЧ для задачи с пластикой, как в этой теме. Скажут, что задача опр-я СЧ может быть только линейной, а у нас присутствует нелинейность.. Но численно мы ведь это можем сделать.

 

12 часов назад, karachun сказал:

Если заморочиться то можно с помощью преобразования Фурье разложить отклик на гармоники, но двойной труд.

Вот как раз-таки Фурье если не изменяет память - линейная преобразование и имеет смысл только в линейной динамике..)

 

3 часа назад, ДОБРЯК сказал:

Эти два параметра определяют устойчивость решения

по ходу в СВ по дефолту выбраны абсолютно устойчивые эти параметры.. Но всё равно странно, что этими параметрами нельзя править в нелинейном анализе, а в линейном можно.. Первый то намного дольше, потому что матрицы обновляются и перестраиваются на кажд итерации. Просто допустим я хочу чтоб побыстрее решалось, и чуть пожертвовав устойчивостью и точностью решения, быстрее получу результат. Там же наверняка в разные стороны работает "устойчивость/точность - скосроть"
В итерационной решалке СЛАУ FFe кстати тоже нельзя менять порог остановки. Видать, специально сделали чтоб меньше юзеров в службу поддержки обращались:smile:

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

ну чё то я вообще запутался... читаю Батэ раздел Динамика, глава "Методы прямого интегрирования", параграф "метод центральных разностей". Написано чёрным по белому, что метод является явным методом интегрирования.
Батээ.jpg

Что самое интересно, данный метод интегрирования представлен в SW в контексте итерационного метода Ньютона-Рафсона, реализующий неявную схему..
СВВ.jpg

 

Даже в хэлпе по решалкам SW сказано, что это явный метод.
NSTAR.jpg

 

Но что самое прикольное, когда тыкнул попробовал решить этим методом в лоб, выскочила ошибка типа "расходимость".., хотя дело известное, что в явной процедуре не приходится сталкиваться с проблемой сходимости...
central diff.jpg

 

Короче, взрыв мозга:biggrin:
 

Насколько я знаю, в SW нет явной динамики, просто путаница какая-то получается в этой иерархии методов, процедур, способов интегрирования... 

Изменено пользователем Jesse
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
19 минут назад, Jesse сказал:

ну чё то я вообще запутался... читаю Батэ раздел Динамика, глава "Методы прямого интегрирования", параграф "метод центральных разностей". Написано чёрным по белому, что метод является явным методом интегрирования.

метод центральных разностей - явный метод интегрирования

20 минут назад, Jesse сказал:

Но что самое прикольное, когда тыкнул попробовал решить этим методом в лоб, выскочила ошибка типа "расходимость"

В этом методе нужно задавать очень-очень маленький шаг интегрирования, чтобы решение не разваливалось.

 

22 минуты назад, Jesse сказал:

Насколько я знаю, в SW нет явной динамики,

Значит есть.:biggrin:

 

Изменено пользователем ДОБРЯК
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

надо же. получается я открыл явную динамику в SW:biggrin:

14 часов назад, ДОБРЯК сказал:

этом методе нужно задавать очень-очень маленький шаг интегрирования, чтобы решение не разваливалось.

где-то писали, что оно в принципе не может развалиться/не сойтись... если я правильно понял, с большим шагом получим просто неправильное решение

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
5 часов назад, Jesse сказал:

где-то писали, что оно в принципе не может развалиться/не сойтись... если я правильно понял, с большим шагом получим просто неправильное решение

Вы получите неправильное решение. Но с каждым шагом решение будет всё более и более неправильным. И в какой то момент терпение программы лопнет и появится это сообщение...:biggrin:

Попробуйте уменьшить общее время решения с тем же шагом. И постройте график перемещений...

В явном методе нужно задавать очень большое количество шагов.

 

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
1 час назад, ДОБРЯК сказал:

Вы получите неправильное решение. Но с каждым шагом решение будет всё более и более неправильным. И в какой то момент терпение программы лопнет и появится это сообщение...:biggrin:

Попробуйте уменьшить общее время решения с тем же шагом. И постройте график перемещений...

В явном методе нужно задавать очень большое количество шагов.

 

да эт понятно. Мой бедный ноут итак последнем издыхании:biggrin:. позже проверю.. наверно, возьму консоль и ударю по ней, посмотрю волна побежит или совместно по времени будет деформироваться всё как обычно в неявной динамике бывает..))

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете опубликовать сообщение сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, войдите в него для написания от своего имени.
Примечание: вашему сообщению потребуется утверждение модератора, прежде чем оно станет доступным.

Гость
Ответить в тему...

×   Вставлено в виде отформатированного текста.   Вставить в виде обычного текста

  Разрешено не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отобразить как ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставить изображения напрямую. Загрузите или вставьте изображения по ссылке.

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.




×
×
  • Создать...