Моделирование пневматического устройства

[Entomo 4]

Доброго времени суток.

 

Позволяет ли Star должным образом моделировать движение поршня в пневматическом устройстве (привод манипулятора промышленного робота) с учетом как уравнений газодинамики так и кинематики и динамики твердого тела (стенки цилиндра и сап поршень) ? Или для этого Star не очень подходит и нужно выбирать другую CAE ? Повторюсь, что меня интересует учет как динамики газа (то есть соблюдение всех математических моделей) так и динамика и кинематика твердого тела - то есть чтобы соответствующие дифференциальные уравнения в должной мере все описывали. Ну в общем, это совместный расчет твердого тела и газа (как при расчете компрессора, лопаток турбин и т. д.). 

Изменено 26 сентября 2019 пользователем Entomo

[karachun 2 038]

@Entomo Позволяет.

https://www.youtube.com/watch?v=RYKolUSipLQ

https://www.youtube.com/watch?v=LUNotBUWGnA

https://www.youtube.com/watch?v=iTG9LuFi1AE

https://www.slideshare.net/SiemensPLM/lms-imaginelab-amesim-starccm-cosimulation-thermal-analysis-of-a-combustion-chamber

Только надо еще уметь в не работать, сама программа без опытного расчетчика ничего не посчитает.

30 минут назад, Entomo сказал:

как при расчете компрессора, лопаток турбин и т. д.

При расчете компрессоров лопаток и турбин не учитывают динамику и кинематику твердого тела. Частоту вращения задают явно а не находят из расчета. И считают в основном с помощью скользящих интерфейсов в стационарной постановке.

Изменено 26 сентября 2019 пользователем karachun

[Entomo 4]

1 минуту назад, karachun сказал:

@Entomo Позволяет.

 

 

Спасибо, но я ещё раз уточню - силы действующие на поршень и стенки сосудов, деформацию металла, в зависимости от времени Star посчитает ? Все графики зависимости термодинамических параметров и параметров состояния элементов конструкции (твердых тел) будут видны ? 

[karachun 2 038]

@Entomo Я думаю что связанную задачу Star потянет. Но я гарантирую Вам что когда Вы немного освоитесь с программой то откажетесь от такого подхода. Будете считать газодинамику и твердое тело отдельно и прочность отдельно, передавая только результаты из разных программ. 2 way fluid-structure intraction используют только в крайних случаях, вряд ли Вам это нужно.

[Entomo 4]

2 минуты назад, karachun сказал:

@Entomo Я думаю что связанную задачу Star потянет. 

Большое спасибо. Но вы пишете как бы без особого энтузиазма применительно к моему запросу и выбору именно Star. Может быть Вы порекомендуете другую CAE, которая больше подходит для "связанной задачи" ? 

Изменено 26 сентября 2019 пользователем Entomo

[piden 2 874]

4 minutes ago, Entomo said:

Но вы пишете как бы без особого энтузиазма применительно к моему запросу и выбору Star

[karachun 2 038]

@Entomo Во первых учтите что для деформаций нужна будет еще программа которая считает прочность, CFD такое не умеет.

14 минуты назад, Entomo сказал:

Но вы пишете как бы без особого энтузиазма применительно к моему запросу и выбору именно Star.

Нет, я пишу без особого энтузиазма применительно к Вашему запросу моделировать все и сразу и одной кнопкой. Четкие пацаны умеют разделять проблем и решать их по частям - так намного легче. CFD отдельно, МКЭ отдельно, RBD тоже отдельно.

С такой задачей должны справиться любые из тяжелых CFD программ: Star-CCM+, Ansys Fluent, Ansys CFX, FlowVision и OpenFoam. Все должны быть в связке с МКЭ решателем если хотите одновременно считать деформации.

Процитирую сам себя.

http://cccp3d.ru/topic/96189-выбор-программы-для-моделирования-и-тестирования/?do=findComment&comment=959031

В общем выбирайте любую программу из списка и осваивайтесь в ней. Смотрите ютуб, читайте статьи и хелп. Смотрите как такие задачи решают другие люди.

Вот некоторые примеры связанных задач.

https://www.youtube.com/watch?v=5yFPoQ4XG-8

https://www.youtube.com/watch?v=gxdvROH_YcE

Изменено 26 сентября 2019 пользователем karachun

[karachun 2 038]

@Entomo В любом случае лучше начинать не с МКЭ. Поищите человека, который уже занимался проектированием подобных устройств и проконсультируйтесь у него. Он расскажет что важно а что нет и где могут быть подводные камни. Возможно окажется что для этого дела достаточно экселя и совецких справочников.

Где-то год назад я занимался в CFD моделированием новой для меня задачи и первым делом я спросил совета у того кто считал эту задачу до меня и сэкономил за счет этого уйму времени и сил. А недавно я узнал что эту же задачу поручили третьему расчетчику, который не советовался ни с кем и этот расчетчик пошел по неправильному пути еще на этапе создания сетки и не получил никаких результатов.

Изменено 26 сентября 2019 пользователем karachun

[a_schelyaev 366]

За Star-CCM не скажу, но то, что такие вещи мы моделировали в FlowVision в той постановке, как вы описали, это точно.

Причем можно моделировать в недеформируемой постановке (FlowVision) так и с учетом деформаций (FlowVision + FEA пакет). С учетом сил и моментов, с учетом воздействия окружающей среды.

Изменено 26 сентября 2019 пользователем a_schelyaev

[Entomo 4]

19 минут назад, a_schelyaev сказал:

За Star-CCM не скажу, но то, что такие вещи мы моделировали в FlowVision в той постановке, как вы описали, это точно.

Причем можно моделировать в недеформируемой постановке (FlowVision) так и с учетом деформаций (FlowVision + FEA пакет). С учетом сил и моментов, с учетом воздействия окружающей среды.

 

Спасибо за информацию

31 минуту назад, karachun сказал:

@Entomo В любом случае лучше начинать не с МКЭ. Поищите человека, который уже занимался проектированием подобных устройств и проконсультируйтесь у него. Он расскажет что важно а что нет и где могут быть подводные камни. Возможно окажется что для этого дела достаточно экселя и совецких справочников.

Где-то год назад я занимался в CFD моделированием новой для меня задачи и первым делом я спросил совета у того кто считал эту задачу до меня и сэкономил за счет этого уйму времени и сил. А недавно я узнал что эту же задачу поручили третьему расчетчику, который не советовался ни с кем и этот расчетчик пошел по неправильному пути еще на этапе создания сетки и не получил никаких результатов.

Спасибо, Ваши рекомендации очень ценны для меня и информативны

1 час назад, karachun сказал:

@Entomo Во первых учтите что для деформаций нужна будет еще программа которая считает прочность, CFD такое не умеет.

Нет, я пишу без особого энтузиазма применительно к Вашему запросу моделировать все и сразу и одной кнопкой. Четкие пацаны умеют разделять проблем и решать их по частям - так намного легче. CFD отдельно, МКЭ отдельно, RBD тоже отдельно.

С такой задачей должны справиться любые из тяжелых CFD программ: Star-CCM+, Ansys Fluent, Ansys CFX, FlowVision и OpenFoam. Все должны быть в связке с МКЭ решателем если хотите одновременно считать деформации.

Процитирую сам себя.

http://cccp3d.ru/topic/96189-выбор-программы-для-моделирования-и-тестирования/?do=findComment&comment=959031

В общем выбирайте любую программу из списка и осваивайтесь в ней. Смотрите ютуб, читайте статьи и хелп. Смотрите как такие задачи решают другие люди.

Вот некоторые примеры связанных задач.

https://www.youtube.com/watch?v=5yFPoQ4XG-8

https://www.youtube.com/watch?v=gxdvROH_YcE

Спасибо

[karachun 2 038]

@Entomo Если не секрет, то ответьте. По эти темам дело дошло до расчетов и результатов?

http://cccp3d.ru/topic/96255-помогите-выбрать-сае-для-механики/

http://cccp3d.ru/topic/96513-в-каких-cae-можно-моделировать-сыпучие-среды/

Изменено 26 сентября 2019 пользователем karachun

[Entomo 4]

22 минуты назад, karachun сказал:

@Entomo Если не секрет, то ответьте. По эти темам дело дошло до расчетов и результатов?

http://cccp3d.ru/topic/96255-помогите-выбрать-сае-для-механики/

http://cccp3d.ru/topic/96513-в-каких-cae-можно-моделировать-сыпучие-среды/

Секрета нет. Сыпучие среды ещё не рассчитывал. По поводу верхней ссылки (выбор CAE). Сделал выбор: кинематика и простые случаи динамики -  ADAMS, знакопеременные нагрузки, многотельная динамика и статические нагрузки ANSYS. Начал осваивать и ADAMS и ANSYS, но писать резюме в украинский филиал BIIR явно преждевременно. Так, что надеюсь применить это в исследованиях (я работаю в институте где проводят НИОКР). 

11 минуту назад, Entomo сказал:

... кинематика и простые случаи динамики -  ADAMS, знакопеременные нагрузки, многотельная динамика и статические нагрузки ANSYS.

Да, и, забыл написать, - кроме ADAMS для кинематики можно использовать новый продукт (2019 год) - ANSYS Motion 2019 R1 . Правда первый простейший пример из туториала у меня не пошел. А с ADAMS дело пошло. Но с ADAMS другая проблема - после перезагрузке компа он не запускается. Приходится переводить комп в спящий режим, а потом будить.

[an_rushin 128]

я двумя руками за совет посчитать все стадии отдельно. считать связные задачи умеют все коммерческие коды, star, разумеется тоже. если есть возможность открыть помощь к коду, то сразу натолкнетесь на туториал и на теорию.

 

[Entomo 4]

12 часа назад, an_rushin сказал:

... считать связные задачи умеют все коммерческие коды, star, разумеется тоже...

 

Меня терзают смутные сомнения ©

 

Star CCM+

 

Цитата

...Позволяет решать относительно простые задачи прочности (совместно с газодинамикой)...

 

[karachun 2 038]

@Entomo Сам стар считает газодинамику, для прочности к нему надо подключать МКЭ решатель (Nastran, Abaqus, Ansys). Эта большая тройка МКЭ решателей умеет решать такие задачи которые Вам и не снились, о существовании которых Вы даже не догадываетесь.

Что касается связанных задач, чтобы не думали что я сгущаю краски, я немного разовью мысль. Связанные задачи (газодинамика+прочность) стоит решать тогда когда газодинамическая часть и напряженно-деформированное состояние модели взаимно влияют друг не друга. Например пульсации давления крови в артерии влияют на ее размеры а это влияет на характер течения. В пневмоцилиндре деформациями стенок можно пренебречь - они не настолько значительны чтобы влиять на поток. Можно запроектировать цилиндр, посчитать ему газодинамику как твердому телу а потом один раз импортировать давления на стенках в прочностную задачу и решить ее. Зачем выдумывать себе дополнительные головняки?

 

P.S. А какие задачи Вам нужны Вы знаете? Может там все ограничится статикой с нагрузками домноженными на коэффициент динамичности.

Изменено 27 сентября 2019 пользователем karachun

[piden 2 874]

Просто и Флуент и Стар сейчас (с 2018 и .... 2015 соответственно) могут линейную статику. Конечно, это 

30 minutes ago, Entomo said:

относительно простые задачи прочности

и из-за этого у потенциальных пользователей, не умеющих искать и анализировать инфу, начинаются терзания смутными сомнениями. А FSI - сложная для понимания аббревиатура.

[Entomo 4]

36 минут назад, karachun сказал:

@Entomo ...В пневмоцилиндре деформациями стенок можно пренебречь - они не настолько значительны чтобы влиять на поток. Можно запроектировать цилиндр, посчитать ему газодинамику как твердому телу а потом один раз импортировать давления на стенках в прочностную задачу и решить ее. Зачем выдумывать себе дополнительные головняки?

 

P.S. А какие задачи Вам нужны Вы знаете? Может там все ограничится статикой с нагрузками домноженными на коэффициент динамичности.

Вашу мысль и аналогичные мнения других участников обсуждения я полностью понял ещё вчера - не усложнять ... меня такая ситуация более чем устраивает: "покидая лимузин леди облегчает работу ДВС". Тем более, что моя конкретная задача не исследовательская, а конструкторская - спроектировать несложное устройство, шаблоны которого, наверняка уже есть. 

 

Для того чтобы несколько разнообразить обсуждение вспомню, что в 80-е годы на одном из совейтских заводов по японской лицензии производили один из видов роторного компрессора для автомобильных кондиционеров. При превышении определенного порога числа оборотов компрессор выходил из строя. Для решения задачи проводилось компьютерное моделирование на языке Fortran на ЭВМ ЕС (1060 и близко). Эпопея эта продолжалась безрезультатно много лет пока 19 августа 1991 года вопрос не был решен радикально (есесно не в силу того, что проблема с компрессором была решена). Это я к тому, что там совместно решалась задача прочностная и газодинамическая.    

Изменено 27 сентября 2019 пользователем Entomo

[karachun 2 038]

@Entomo В авиации для прогнозирования флаттера (а это именно связанная задача) используют упрощенный метод панелей - насколько я понимаю там считается потенциальное течение. Это тоже намного проще чем считать полноценный 2-way FSI.

[a_schelyaev 366]

7 часов назад, karachun сказал:

@Entomo В авиации для прогнозирования флаттера (а это именно связанная задача) используют упрощенный метод панелей - насколько я понимаю там считается потенциальное течение. Это тоже намного проще чем считать полноценный 2-way FSI.

Вот только вам нужно там самому ручками задавать точки отрыва и точки перехода.