Разработка конечно-элементной динамической модели конструкции

[rip13 2]

В рамках ОКР по разработке блока РЭС есть задача разработать КЭ динамическую модель.

По округе поспрашали - это штука специфическая и народ не особо в курсе.

Прошу разъяснить что сие такое есть?

 

 

Цитаты:

"КЭМ должна соответствовать геометрическим параметрам её CAD модели"

"КЭМ представляются в системах ANSYS или NASTRAN"

"КЭМ должна содержать расчетные узлы, соответствующие местам крепления оборудования к корпусу изделия"

 

Не имеем расчетчика в штате и сами профаны в этом деле, поэтому в дальнейшем планируем подключать специалиста на аутсорсинге (может кому-то здесь интересно будет)

[AlexKaz 1 822]

Пока что звучит как "у нас есть изделие (или прототип в чертежах) и готова для него геометрия в CAD'е, требуется нарисовать изделие в ANSYS/NASTRAN с той или иной степенью упрощения, задать связи, начальные и граничные условия если они есть, указать все материалы, разбить на конечные элементы и в конце ткнуть пальцем в экран и показать - "вот они, места крепления оборудования". Вопрос "А будем ли считать разработанную КЭ модель?" прозвучал как-то неявственно. Расчёты с данной моделью будут проводить другие спецы?

разработать КЭ динамическую модель

Динамика - она разная, то ли у Вас собственные частоты конструкции хотят посчитать, то ли ударные процессы (например падение), неясно.

[Fedor 1 597]

Свести к статике через коэффициенты динамичности и все дела.  Типа выдерживает 5 g  или другую цифру :)

[Vova 419]

"КЭМ должна соответствовать геометрическим параметрам её CAD модели" - если у Вас есть CAD модель, то построить КЭМ модель в препроцессоре (Preprocessor) опытному расчетчику не составляет труда. Это его хлеб.  
"КЭМ представляются в системах ANSYS или NASTRAN" - тут указаны решатели(solver),  в которых будет решаться  КЭМ.   
"КЭМ должна содержать расчетные узлы, соответствующие местам крепления оборудования к корпусу изделия" - это значит что наложенные ГУ(граничные условия) в данном случае закрепление модели  должны соответствовать местам крепления оборудования.  Если это не так, то модель построена не правильно, но это вроде само собой разумеется.  

Ну и не забываем конечно о правильном использованном материале, то что уже  AlexKaz  написал.

 

Ну и для общего образоваиня так сказать, раз вы уж "профаны" в рачетах.
КЭ рачет делится на три процесса:
Препроцессинг - построение модели с заданиейм ГУ и материалом, как правило на базе CAD данных
Расчет - использование решатели, у вас тут Настран или Ансис
Постпроцессинг - визуализация расчета, например картинка напряжений, деформации или формы колебаний.    

P.S. может что и забыл, пусть другие добавят.

Изменено 24 октября 2016 пользователем Vova

[rip13 2]

Пока что звучит как "у нас есть изделие (или прототип в чертежах) и готова для него геометрия в CAD'е, требуется нарисовать изделие в ANSYS/NASTRAN с той или иной степенью упрощения, задать связи, начальные и граничные условия если они есть, указать все материалы, разбить на конечные элементы и в конце ткнуть пальцем в экран и показать - "вот они, места крепления оборудования". Вопрос "А будем ли считать разработанную КЭ модель?" прозвучал как-то неявственно. Расчёты с данной моделью будут проводить другие спецы?

 

 

Динамика - она разная, то ли у Вас собственные частоты конструкции хотят посчитать, то ли ударные процессы (например падение), неясно.

 

Мы выдаем КЭМ заказчику в процессе выполнения ОКР. Как я понимаю мы должны сделать расчеты и верифицировать ее на основе экспериментальных данных - испытаниях опытного образца.

 

Цитата:

"- КЭМ должна адекватно отражать динамические характеристики

(включая параметры демпфирования) оборудования со штатными узлами

крепления к абсолютно жёсткому основанию, либо со штатными кинематиче-

скими граничными условиями в узлах крепления, в диапазоне частот

от 0 до 200 Гц;

 

– КЭМ должны иметь экспериментальное подтверждение на основе ре-

зультатов испытаний по определению АЧХ и вибропрочностных испытаний

оборудования со штатными узлами крепления к абсолютно жёсткому основа-

нию, либо со штатными кинематическими граничными условиями в узлах

крепления"

Ну и для общего образоваиня так сказать, раз вы уж "профаны" в рачетах.

КЭ рачет делится на три процесса:

Препроцессинг - построение модели с заданиейм ГУ и материалом, как правило на базе CAD данных

Расчет - использование решатели, у вас тут Настран или Ансис

Постпроцессинг - визуализация расчета, например картинка напряжений, деформации или формы колебаний.    

P.S. может что и забыл, пусть другие добавят.

 

Примерно так это мне представляется. 

А еще 4 пункт - верификация КЭМ после испытаний в железе.

[Big_Muzzy 0]

Добрый день, rip13!

 

Всё, о чём Вы пишите, можно реализовать. Вопрос сроков и размеров оплаты.

 

Если есть желание поговорить подробнее, пишите на адрес d-m-d@yandex.ru

 

C уважением, Максим.

[AlexKaz 1 822]

Мы выдаем КЭМ заказчику в процессе выполнения ОКР. Как я понимаю мы должны сделать расчеты и верифицировать ее на основе экспериментальных данных - испытаниях опытного образца.

 

Цитата:

"- КЭМ должна адекватно отражать динамические характеристики (включая параметры демпфирования) оборудования со штатными узлами крепления к абсолютно жёсткому основанию, либо со штатными кинематическими граничными условиями в узлах крепления, в диапазоне частот от 0 до 200 Гц;

 

– КЭМ должны иметь экспериментальное подтверждение на основе ре-

зультатов испытаний по определению АЧХ и вибропрочностных испытаний

оборудования со штатными узлами крепления к абсолютно жёсткому основа-

нию, либо со штатными кинематическими граничными условиями в узлах

крепления"

 

Примерно так это мне представляется. 

А еще 4 пункт - верификация КЭМ после испытаний в железе.

За основу берёте ГОСТ 16962.2-90?

[Vova 419]

 

Цитата:

"- КЭМ должна адекватно отражать динамические характеристики

(включая параметры демпфирования) оборудования со штатными узлами

крепления к абсолютно жёсткому основанию, либо со штатными кинематиче-

скими граничными условиями в узлах крепления, в диапазоне частот

от 0 до 200гц

В КЭМ то можно указать параметры демпфировпния, это не проблема, обычно проблема получить адекватные параметры демпфировпния .

 

– КЭМ должны иметь экспериментальное подтверждение на основе ре-

зультатов испытаний по определению АЧХ и вибропрочностных испытаний

оборудования со штатными узлами крепления к абсолютно жёсткому основа-

нию, либо со штатными кинематическими граничными условиями в узлах

крепления"

А еще 4 пункт - верификация КЭМ после испытаний в железе.

Присутствие расчетчика на эксперименте упростит верификацию модели.

[Victor_M 30]

Мы выдаем КЭМ заказчику в процессе выполнения ОКР. Как я понимаю мы должны сделать расчеты и верифицировать ее на основе экспериментальных данных - испытаниях опытного образца.

 

Цитата:

"- КЭМ должна адекватно отражать динамические характеристики

(включая параметры демпфирования) оборудования со штатными узлами

крепления к абсолютно жёсткому основанию, либо со штатными кинематиче-

скими граничными условиями в узлах крепления, в диапазоне частот

от 0 до 200 Гц;

 

– КЭМ должны иметь экспериментальное подтверждение на основе ре-

зультатов испытаний по определению АЧХ и вибропрочностных испытаний

оборудования со штатными узлами крепления к абсолютно жёсткому основа-

нию, либо со штатными кинематическими граничными условиями в узлах

крепления" 

 

если я правильно понимаю, то у Вас в качестве нагрузки используются какие-то спектры - например ускорений (зависимость амплитуд от частот)?

*** скорее всего он у Вас дается без фазового спектра?!

 

если это так, что как Вы сможете получить правильное распределение напряжений в конструкции узлов сопряжения, в том числе узлов крепления к основанию?

*** ведь при спектральном анализе Вы не сможете моделировать контакты?!

 

далее про эксперименты:

 

Если Вы можете - поясните мне пожалуйста - Как чисто физически Вы сможете смоделировать полигармоническую нагрузку на стенде?

 

я много раз спрашивал у разных инженеров-экспериментаторов - Как это можно сделать чисто физически?

 

*** тем более что они почти никогда не знаю частотный спектр!!

 

- что автоматически означает, что они не могут выполнить обратное преобразование Фурье и не могут получить ПРАВИЛЬНУЮ полигармоническую нагрузку!

т.е. чаще всего экспериментаторы просто не знаю ЧТО собственно нужно прикладывать в качестве нагрузки ?!

 

 

т.е. не зная фазы смещения по частотам, непонятно КАК "сопрягать" отдельные гармоники, что бы в результате получить нечто похожее на требуемую полигармоническую нагрузку!

 

никто, ни разу ничего внятного мне на этот простой вопрос не ответил.....

 

почти всегда "ответы" были примерно такие:

... ну у нас же все сертифицировано... и методики и оборудование..

... ну чего нам заморачиваться?....

 

 

проще говоря, когда Вы используете спектральный анализ, Вы должны озадачиться следующим:

 

убедиться что Ваша физическая модель соответствует требования ЛИНЕЙНОСТИ!

 

*** в том числе и после того, как Вы "склеите" Ваши кусочки модели в "монолит", или это как-то сделает за Вас программа

 

*** кстати, хорошо бы разобраться - как это будет делать сама программа.... потому что она же все же просто программа....  кем-то написанный алгоритм действий, который естественно не может быть универсальным

 

 

Далее, ЕСЛИ Вы используете спектральный анализ, то Вы должны ПОНИМАТЬ - что ЭТО - просто ТУПОЕ СУММИРОВАНИЕ по всем частотам - что в переводе на простой язык означает следующее:

Вы получаете "верхнюю" оценку, которая многократно превышает РЕАЛЬНЫЕ значения!

 

Следующее:

используя спектральный анализ в модели (имеющей контакты), где Вы и/или Ваша программа склеивает кусочки в единое целое, НЕЛЬЗЯ говорить о получении достоверных напряжений в принципе, по двум причинам:

 

1. из-за "тупого суммирования" по всем частотам

2. из-за того что невозможно учесть контакты

 

Таким образом, частотный анализ может давать Вам лишь "верхнюю" - очень завышенную оценку по перемещения, скоростям, ускорениям, ПРИ УСЛОВИИ что Ваше конструкция отвечает ВСЕМ требованиям линейности!

 

 

ну и последнее, с учетом выше написанного, сравнивать результаты эксперимента по любому искомому параметру глупость невероятная, по следующим причинам:

 

а)выполняя спектральный анализ, в лучшем случае Вы получаете "верхнюю" - очень завышенную оценку по перемещения, скоростям, ускорениям, а не какое-то - более-менее достоверное значение!

*** т.е. "расчетные" значения по перемещения, скоростям, ускорениям ОДНОЗНАЧНО будут выше экспериментальных

 

б) совершенно не понятно, каким образом будет моделироваться требуемая полигармоническая нагрузка - т.е. как её эту нагрузку чисто физически смогут реализовать на стенде?

*** даже если предположить что у Вас будут спектра по частотам и амплитудам - т.е. Вы сможете провести обратное преобразование Фурье.

 

 

можно еще задать много вопросов по характеристикам демпфирования - но не буду этого делать, так как очевидно - что узаконенная ерунда в нормативных документах, написанных много десятилетий назад - приводит к "комичной" ситуации в настоящее время!

Изменено 12 ноября 2016 пользователем Victor_M

[dbarlam 184]

Господа расчетчики

Осмелюсь порекомендовать для поставленной задачи метод Craig-Bampton позволяющий строить ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ динамические модели

Что-то наподобие суперэлементов

На MSC.NASTRAN есть вроде бы инструментарий для этого - могу поискать если есть интерес и дать ссылки на теорию (все на английском)

Я пользовался этим достаточно успешно 

[AlexKaz 1 822]

Тут бы понять что такое есть суперэлемент и каким образом производится декомпозиция и свёртка матриц... Вроде тема в русской МКЭ'шной литературе не освещённая, и почему-то редко встречается на практике.

[dbarlam 184]

Господин вечный студент - если Вы работаете с МКЭ - понятие суперэлемента существует почти столько же лет что и МКЭ сам

Я могу только помочь с литературой (правда только по MSC.NASTRAN)  если устроит

Особенно развито в авиастроении - крыло - один элемент , хвост - второй и т.д.

Я таким образом считал крыло  - центр теряет устойчивость (нелинейная задача)  и моделировался подробно а вся окантовка - как один суперэлемент