Упрощенные динамические модели

[Dimarik_AK 0]

Здраствуйте. Кто нить будь может подсказать литературу или статьи как на основе большой твердотельной модели создавать упрощенную динамическую модель??

[ssv22 16]

Здраствуйте. Кто нить будь может подсказать литературу или статьи как на основе большой твердотельной модели создавать упрощенную динамическую

модель??

Уточните термины:

- "большая твердотельная модель " - это большая 3D-сборка или сложное твердое тело...?

- "упрощенная динамическая модель" ?

- цель создания "упрощенной динамической модели" ? Для расчета(какого?) или еще для чего?

[Dimarik_AK 0]

Я бы сам знал(((. Просто данная теория разрабатывается Лиходедом А.И по моему, я просто думал книги найти но их нет.Вот и решил спросить может кто нить встречался с данными работами

[Vova 419]

В Автопроме есть понятие trimmed body это когда делают динамические расчёты с упрощённым сбалансированным кузовом.

А вообще то не плохо бы знать для расчёта каких конструкций Вам это надо. Как ssv22 выше уже написал.

[Paltuss 1]

Вопрос в том, как адекватно заменить реальный узел в сборке на "масса+жесткость"?

Насколько я понимаю, общий подход - рассчитать отдельно заменяемый узел либо взять экспериментальные данные, по его перемещениям судить об эквивалентной жесткости. Например, для расчетов трубопроводных систем компенсаторы превращаются в "пружинки", арматура - в точечную массу и тп.. Сам электроприводную арматуру так и считал на сейсмику, т.к. от производителя привода есть только масса и координаты центра тяжести - вот тебе и упрощенная динамическая модель.

Изменено 6 августа 2009 пользователем Paltuss

[vl 327]

Вопрос в том, как адекватно заменить реальный узел в сборке на "масса+жесткость"?

Если именно адекватно, то смотрите в сторону модальной редукции. Самая адекватная процедура. Выбираете сколько собственных частот надо учитывать и вперед. Сводите всю КЭ модель в матрицу с десятком степеней свободы.

[Paltuss 1]

Модальная редукция - это линейно-спектральный метод? Или что-то другое?

[Fedor 1 597]

Литература - любой приличный букварь по дифурам, по ТММ , технология решений - Mathematica или что-нибудь похожее

[Fedor 1 597]

Чебышев учил - настоящий механик не тот, кто умеет писать уравнения, а тот, кто умеет их решать

[vl 327]

Модальная редукция - это линейно-спектральный метод? Или что-то другое?

Не скажу, надо бы формулы посмотреть. В Настране или Ансисе он идет как метод Крейга-Бамптона.

Я имел в виду именно его.

Какая же это редукция. Это переход в обобщенные координаты.

В самом деле? Попробуйте поискать в google по слову "переход в обобщенные координаты" и много ли там будет о сокращении размерности системы уравнений?

Здесь нужны не только знания, но и умение.

Банально. Ну очень банально.

Большую модель нельзя свести к 10 степеням свободы. Глупости все это.

:-))) Может все-таки зависит от условий задачи, требований к редуцированной модели?

Надо выбрать узлы, к которым редуцировать. Ручками выбрать. Потом нужно правильно редуцировать иатрицу масс. Если узлы выбраны неправильно, то все по новой.

Само собой, что внешние узлы надо выбирать ручками. И выбирать именно те, которые нужны. По поводу правильного редуцирования - есть ряд методов, выбираешь нужны. В частоности при динамике в методе К-Б выбираешь сколько собственных частот тебе нужно и редуцируешь. Ну и конечно, если уж что-то сделал неправильно, то придется переделывать. Жизненный опыт подсказывает, что это имеет отношение не только к редукции матриц масс.

Вобщем процедура достаточно стандартная и прописана в документации: Ansys, Nastran, Adams

[Fedor 1 597]

"много ли там будет о сокращении размерности системы уравнений?

" - еще Лагранж описал уравнения первого порядка как краевые задачи с начальными условиями,

и второго, как задачу Коши. И как редуцировать первые во вторые

В МКЭ это всегда проделывается перед решением, неважно в статике или динамике

А насчет подконструкций так у Джорджа и Лю описано как автоматизировать на графах разбиение

[sergeyd 3]

метод крэга-бемптона = это уже модальный синтез. ему уже много лет.

он комбинирует и редукцию к степеням свободы (по Гайану) и редукцию форм.

создаются матрицы масс, жесткости и демпфирования

с числом уравнений, равным сумме числа оставляемых (главных) степеней свободы и учитываемых

внутренних форм колебаний (обычно при закрепленных главных).

т.е.

каждая матрица-суперэлемент состоит из четырех подматриц.

в МЖ- одна это обычный СЭ, вторая диагональная со значениями равными квадратам круговых частот внутренних форм

две- нулевые

в ММ- Одна из них- редуцированная по Гайану, другая единичная, боковые матрицы вычисляются по определенной процедуре

(каждый столбец-результат редуцирования инерционных нагрузок)

+

есть несколько новых вариантов (например, формы вычисляются при незакрепленных главных узлах)

эффективнее всего (по личному опыту) оставить несколько узлов внутри конструкции, тогда форм учитывать нужно меньше

(они имеют частоты побольше и их вклад поменьше)

2...

лучше изучать теорию по документации ансис, чем вообще не знать, что сделано в МКЭ за последние 20-30 лет...

об этом даже еще у Бурмана в 89 году было хорошо написано.

Изменено 7 августа 2009 пользователем sergeyd

[sergeyd 3]

2 автор

уточните.

чего вы хотите создать упрощенную динамическую модель?

как она должна выглядеть (балочная, в матричном виде и тд.)?

для каких именно расчетов?

в какой программе?

какими сами владеете?

будет ли модель являться частью другой модели?

как она контактирует с окружением (по большой поверхности или в "точке")?

без этого трудно ответить конкретно..

поясняя уже происходящую дискуссию (она подразумевала МКЭ), скажу

в ансис и настран реализовано несколько эффективных совремнных методов

"автоматического" преобразования модели без заметной потери как жесткостных, так и динамических свойств.

обычно с целью сборки большой задачи из множества маленьких.

например,

ракета собирается из отсеков= модель собирается из моделей отсеков, соединенных (возможно нелинейно) в узлах=болтах.

в итоге вместо миллионов узлов контактная динамическая задача решается на тысячах узлов.

после анализа результатов

для любого момента времени можно восстановить напряжения внутри любого отсека.

или из лопатки турбины оставляют узлы по стыку с "колесом" (внешние), несколько характерных узлов по длине лопатки (главных внутренних ) и некое число форм собственных колебаний, вычисленных при закрепленных оставленных (главных внутренних и внешних) узлах (master-узлах).

Это практика метода Крэга-Бэмптона. А сам подход принято называть динамической конденсацией (есть еще несколько иных методов)

или модальным синтезом. ПРочитать можно напрмиер, в документации к ансис (есть в инете)

погрешность частот модели (по личному опыту) составляет доли процента. нужно обязательно это проверять.

далее к остальной модели (там тоже можно применить конденсацию) добавляют "сотню" таких упрощенных.

в результате для всех СЭ определяют перемещения всех главных узлов и коэффициенты при внутренних формах.

перемещения в "неглавных" (подчиненных slave-узлах) получают линейной комбинацией этих форм.

Эффект пропорционален числу поворяющихся фрагментов.

Обмен "отсеками" между "ящиками" проходил у нас таких образом. Выдал смежнику или NASA матрицу своего отсека и ждешь расчета полной модели (типа МКС)

Или нам присылают матрицу, описывающую выводимый полезный груз на наше изделие.

Надеюсь, не слишком "сумбурно"? не книгу пишу...

Ранее применялась (а в менее мощных программах до сих пор применяется..)

т.н. статическая конденсация, когда "внутренние" формы не учитывались

и точность сильно зависела от того, какие (сколько и где) главные внутренние узлы (ГВУ) отставить.

об том и сомнения ИСПА...

сейчас это стало непринципиально, можно ГВУ вообще не оставлять, либо лишь несколько (для удобства визуализации и уменьшения числа "внутренних" форм).

если конкретные вопросы, пишите в личку. Обсуждение на форуме постоянно уносится куда-то вдаль от исходного вопроса...

2 ....

1.да кто отказался? откуда информация?? все только развивается... в каждой новой версии новые опции и алгоритмы...

+наиболее эффективная многопроцессорность сейчас это domain decomposition

по сути те же суперэлементы.

2. я под сложной конструкцией понимаю комплекс зданий или ракету. Или поэтажный расчет.

да и Кузов можно тоже разбивать на фрагменты.

Как турбину из сотни одинаковых лопаток эффективно сосчитать без СЭ????

экономия во времени счета

будет почти пропорциональна числу СЭ, можно учесть все концентраторы с меньшими упрощениями.

да и вообще сложную конструкцию с повторяющимися фрагментами.

3. в документации ансис вы бы могли (в частности) прочитать про явные методы решения, про схемы предобуславливание

и про модальный синтез (динамическую конденсацию). и еще много о чем.

и не придираться, не поняв ответа. (редукция...главные координаты...)

4. действительно, "Пустая трата времени..." хи-хи.

Изменено 8 августа 2009 пользователем sergeyd

[vl 327]

Под сложной динамической моделью я подразумеваю, например, кузов легкового автомобиля. И к каким внешним узлам вы будете конденсировать? И сколько времени займет данная процедура? На практике при расчете сложных моделей вы только потеряете в точности расчета и ничего не выиграете по времени расчета.

Замечательный пример, говорящий, что дорогу от теории до практики вы так и не преодолели.

Задачу на управляемость автомобиля с учетом жесткости кузова в динамике с полноразмерной моделью кузова будем считать?

Да, сколько бы времени не заняла процедура конденсации, это делается один раз для данного кузова. А для других кузовов уже с учетом этого опыта все гораздо быстрее. Выигрыш все равно на 2-3 порядка (зависит конечно от модели кузова)

В чем новизна? И что нового в области теории МКЭ можно найти в документации к АНСИС? Это только пробивает на хи-хи.

А не должно быть никакой новизны. Инженер должен пользоваться проверенными методами. А кроме документации Ансиса по редуцированию можно найти много других статей, но смотрите на английском. Кстати, в доках по Настрану это описано лучше.

Ждем\, что напишет топикстартер. То ли мы хоть обсудаем.

[Fedor 1 597]

" В чем новизна? " - наверное в новых реализациях старых идей, как обычно.

Наука вообще тавтологична. Говорит об одном и том же, только разными словами

В Ansys так можно строить новые балочные элементы в section довольно удобно при

мудреных геометриях профилей. Вроде и для оболочек, но не пробовал.

Что-то похожее рассматривал тут <noindex>http://www.pinega3.narod.ru/charmat/charmat.htm</noindex>

[vl 327]

Повторю еще раз, что сознательно отказался от динамической конденсации, так как нужно вручную указывать внутренние узлы и от этого зависит точность расчета. Можно пальцем в небо попасть. Особенно с кузовом автомобиля.

Хорошо, нет ли ссылки на теорию перехода к обобщенным координатам для динамики и, может быть, со сравнением с динамической конденсацией?

Интересно понять преимущества и недостатки более конкретно.

[flucky 0]

А где можно почитать про динамическую конденсацию желательно на русском. Очень интересно как это всё программно реализовать...

Интересует как автоматически выбирать узлы конденсации (основные(primary) и вспомогательные(slave)) так чтобы вносить мин. погрешность в расчет.

Также интересует идея применения многофронтального метода (обычно применяется для решения больших лин. систем в статике сводя операции на больших разреженных матриц к операциям в небольших плотных матрицах) в динамике.

[sergeyd 3]

конденсация на этом форуме уже обсуждалась.ищите поиском- повторять лень.

Когда я это делал 10-15 лет назад, и то было не особенно ново.

охота вам изобретать велосипед

возьмите ансис или настран. посмотрите, как там это сделано.

почитайте их хелп.

и попробуйте что-либо пооригинальнее. типа их применения к сильнодемпфированным системам.

а про мультифронтальные методы тут вообще ни к чему.

почитайте для начала С.Ю.Фиалко

для начала наберите в гугле искомое.