| Autor |
Rama samochodu - elementy belkowe - moment skręcający |
integrator
Użytkownik
Postów: 4
Data rejestracji: 13.12.11 |
| Dodane dnia 12/13/2011 15:44 |
|
|
Cześć,
Jestem zainteresowany poszerzaniem swojej wiedzy w zakresie MESa. Zamierzam pisać pracę mgr związaną z tym tematem. Używam Ansysa Classic.
Chciałbym przebadać prostą ramę samochodu ciężarowego (foto 1). Podłużnice oraz 4 z 5 poprzeczek wykonane są z profilu skrzynkowego 100x50x2. Jedna z poprzeczek zaś z ceownika 64x32x2. Do dyskretyzacji użyłem elementu beam 189. Model jest utwierdzony w 3 keypointach (foto 1):
-Pierwszy z przodu r11; odebrane stopnie swobody X,Y,Z
-Drugi i trzeci z tyłu (odebrane stopnie: pion (Z) oraz poprzeczne(Y))
Siły przyłożone punktowo oraz na części ramy ciśnieniowo.
Przy wyświetlaniu naprężeń zredukowanych widać, że poprzeczka z ceownika jest prawie w ogóle nie wytężona (foto 1). Po zrobieniu wykresu momentu skręcającego (foto 2) widać, że wszystkie poprzeczki zbudowane z profilu 100x50x2 są mocno skręcane (ok. 1350 Nm) a ceownik wcale. Po zzoomowaniu (foto 3) okazuje się, że skręcanie występuje, ale ma wartość 0.8 Nm 
Z ciekawości zrobiłem identyczny model, tyle że zamiast ceownika jest profil 100x50x2. Po zrobieniu wykresu momentu skręcającego (foto 4) okazuje się, że teraz moment skręcający (o takiej samej wartości co na pozostałych poprzeczkach) występuje. Wniosek, że błąd nie tkwi w źle zbudowanym modelu a w czymś czego nie rozumiem.
1) Chciałbym się spytać co może być przyczyną, że tak się dzieje?
2) Czy do takiej analizy elementy belkowe beam 189 są wystarczające, czy należałoby stworzyć model z elementów powłokowych?
Pozdrawiam
 foto 4
 foto 3
 foto 2
 foto 1 |
|
|
| Autor |
RE: Rama samochodu - elementy belkowe - moment skręcający |
kojot
Użytkownik
Postów: 50
Miejscowość: Szczecin
Data rejestracji: 24.04.10 |
| Dodane dnia 12/13/2011 17:31 |
|
|
|
Gdybyś mógł zamieścić treść pliku wsadowego (tekstowego) z komendami jeśli owy posiadasz to pomogło by to zweryfikować poprawność modelu. Na małych modelach lepiej na nich pracować niż modelować z wykorzystaniem GUI bo widzisz całą procedurę i łatwo wyłapiesz błędy. |
|
|
| Autor |
RE: Rama samochodu - elementy belkowe - moment skręcający |
piotr
Super Administrator
Postów: 1432
Data rejestracji: 17.05.07 |
| Dodane dnia 12/13/2011 21:21 |
|
|
|
Z ciekawości zrobiłem identyczny model
A jak go zrobiłeś? Od nowa? Czy tylko podmieniłeś właściwości przekroju belki? |
|
|
| Autor |
RE: Rama samochodu - elementy belkowe - moment skręcający |
integrator
Użytkownik
Postów: 4
Data rejestracji: 13.12.11 |
| Dodane dnia 12/13/2011 23:03 |
|
|
@kojot: tutaj zamiesciłem plik wsadowy: https://rapidshare.com/files/4045904896/rama_samochodu_ceownik.txt
@piotr: w pliku wsadowym w odpowiednim miejscu podmieniłem numer przekroju ceownika na skrzynki 100x50. |
|
|
| Autor |
RE: Rama samochodu - elementy belkowe - moment skręcający |
Tomekk
Użytkownik
Postów: 242
Miejscowość: Norge
Data rejestracji: 01.10.09 |
| Dodane dnia 12/14/2011 08:03 |
|
|
A może po prostu profile skrzynkowe są sztywniejsze i koncentrują większe naprężenia? A ceownik się po prostu trochę odkształci, a całą konstrukcję trzymają te skrzynki? Oglądnij przemieszczenia i rotacje. Może to trochę rozjaśni.
Taka luźna myśl...
ps. pewnie i tak będzie coś w modelu nie tak, ale...
pozdr
Tomek
-----------------------------
człowiekiem jestem ... |
|
|
| Autor |
RE: Rama samochodu - elementy belkowe - moment skręcający |
piotr
Super Administrator
Postów: 1432
Data rejestracji: 17.05.07 |
| Dodane dnia 12/14/2011 11:40 |
|
|
Różnica sztywności jest dostatecznym wyjaśnieniem opisywanego zjawiska. Policz różnicę w momentach bezwładności obu profili, a potem podstaw do wzorów na naprężenia w belkach (skręcanie, zginanie) zobaczysz, że w obu tych przypadkach moment bezwładności decyduje o wartości naprężeń. Sama rama jest również konstrukcją wewnętrznie statycznie niewyznaczalną, więc wykres sił wewnętrznych zależy od sztywności pręta, a ta jak wiadomo zależy od... momentu bezwładności. Wygląda więc na to, że nie masz błędu.
Co do pytania, o rodzaj modelu. To jak zwykle odpowiedź brzmi jak pytanie: a jakie informacje o obiekcie chcesz uzyskać?
Jeżeli chcesz model badać kompleksowo to polecam model powłokowo-płytowy. Jeżeli zaś interesują Cię np. tylko maksymalne ugięcia, to model belkowy jet dostatecznie dobry. Chociaż ze względu na wielkość przekrojów w stosunku do konstrukcji, to trzeba sobie zdawać sprawę, że jesteś (na moje oko) na granicy teorii belek. |
|
|
| Autor |
RE: Rama samochodu - elementy belkowe - moment skręcający |
integrator
Użytkownik
Postów: 4
Data rejestracji: 13.12.11 |
| Dodane dnia 12/14/2011 18:33 |
|
|
Dzięki bardzo za odpowiedzi. Twoje wytłumaczenie piotr odnośnie statycznej niewyznaczalności i wpływie sztywności pręta jest dla mnie satysfakcjonujące :) Faktycznie "torsional constant" tego przekroju 100x50x2 jest aż 1850 razy większy niż ceownika.
Chcialbym przeprowadzić kompleksowe badanie tej ramy, więc potrzebuję zbudować ja z elementów powłokowych. Myslę nad elementem shell 181.
Najbardziej problematyczną rzeczą jest dla mnie połaczenie podłużnicy z poprzeczką. Przy elementach belkowych wystarczy, żeby poprzeczka miała wspólny keypoint z podłużnicą. Przy elemencie powłokowym już tak prosto nie jest. Chciałbym prosić o opis jak dokonać takiego połączenia (najmilej widziana instrukcja krok po kroku albo link do odpowiedniego tutoriala:} ). Punktem wyjścia mogłaby być gotowa podłużnica. Modeluje ją jako wyciągnięcie linii (prostokąt z linii) po linii (prowadnica).
pozdrawiam
integrator |
|
|
| Autor |
RE: Rama samochodu - elementy belkowe - moment skręcający |
piotr
Super Administrator
Postów: 1432
Data rejestracji: 17.05.07 |
| Dodane dnia 12/14/2011 19:20 |
|
|
To trudne pytanie, bo odpowiedź jest długa i odnoszi się do konkretnej aplikacji, tu: ANSYS'a.
Ale tak całkiem ogólnie i w sposób dotyczący wszystkich programów MES to odpowiedziałbym tak:
w odróżnieniu od CAD'a modeler MES wymaga ciut innego podejścia do modelu. Wprawdzie z każdą nową wersją oprogramowania wydaje się to być coraz mniej prawdą, ale tak w istocie, niestety ciągle prawdą pozostaje. Po pierwsze model geometrii (którą później podzielimy na elementy skończone - mówimy zdyskretyzujemy) musi składać się z punktów, które definiują krzywe (dodajmy że krzywe te mają zwrot jak wektor), z krzywych budujemy powierzchnie a z powierzchni możemy utworzyć bryły. To co najistotniejsze dla Ciebie to fakt, że prawidłowy model geometrii musi kierować się jedną zasadą:
KRAWęDZIE S¡SIEDNICH POWIERZCHNI MUSZ¡ BYć CAŁKOWICIE ZGODNE, co do punktu! Ten warunek wynika ze sposobu w jaki większość mesherów, programów generujących siatkę, radzi sobie z jej tworzeniem - poczynając od podziału brzegu! Aby to zapewnić preprocesory MES oferują dodatkowe elementy powierzchniowe, różnie nazywane, ale ich idea jest jedna by można oddać bez konieczności dzielenia na setki dodatkowych powierzchni trój- i czworokątnych tę zgodność powierzchni. Przeanalizuj poniższy rysunek:
To sedno problemu w modelach powłokowych. Dlatego tworząc model musisz tak przemyśleć kolejność wykonywania kolejnych fragmentów ramy aby wszystkie powierzchnie były zgodne. |
|
|
| Autor |
RE: Rama samochodu - elementy belkowe - moment skręcający |
integrator
Użytkownik
Postów: 4
Data rejestracji: 13.12.11 |
| Dodane dnia 12/16/2011 11:59 |
|
|
|
Dzięki bardzo za odpowiedź. Gdy tylko uporam się ze sprawami bieżącymi przetestuję modelowanie powłokowe. Jeszcze raz dzięki. |
|
|
| Autor |
RE: Rama samochodu - elementy belkowe - moment skręcający |
kojot
Użytkownik
Postów: 50
Miejscowość: Szczecin
Data rejestracji: 24.04.10 |
| Dodane dnia 12/16/2011 15:09 |
|
|
Ja tylko dodam coś na temat modelowania powierzchni w ansysie. Kazda powierzchnia posiada zestaw linii bedących jej krawędziami. Są to zwykle linie lecz dodatkowo bez nich powierzchnia nie moze istnieć. Jeśli chcemy by dwie różne powierzchnie miały spójną siatkę na styku to trzeba zadbać o to by dzieliły wspólną krawędź na tej samej linii. Nie na dwóch identycznych liniach leżących na sobie lecz na jednej tej samej. Wtedy można mieć pewność że siatka będzie poprawna.
Edytowane przez kojot dnia 12/16/2011 15:10 |
|
|
| Autor |
RE: Rama samochodu - elementy belkowe - moment skręcający |
Tomekk
Użytkownik
Postów: 242
Miejscowość: Norge
Data rejestracji: 01.10.09 |
| Dodane dnia 12/16/2011 21:01 |
|
|
Zaprzyjaźnij się z poleceniem GLUE gdzieś w opcjach dotyczących modyfikacji geometrii.
pozdr
Tomek
-----------------------------
człowiekiem jestem ... |
|
|
| Autor |
RE: Rama samochodu - elementy belkowe - moment skręcający |
piotr
Super Administrator
Postów: 1432
Data rejestracji: 17.05.07 |
| Dodane dnia 12/19/2011 08:41 |
|
|
|
Tomekk'u, czy mógłbyś przybliżyć działanie funkcji GLUE w Ansysie? Mam obawy, że jej działanie, choć wygodne, jest racze typu "ratunkowego" lub przy dokładnej znajomości konsekwencji... czyli raczej nie dla uczących się MES. nie przesądzam jednak tego, bo zupełnie nie znam ANSYS'a |
|
|
| Autor |
RE: Rama samochodu - elementy belkowe - moment skręcający |
Tomekk
Użytkownik
Postów: 242
Miejscowość: Norge
Data rejestracji: 01.10.09 |
| Dodane dnia 12/19/2011 12:02 |
|
|
Chętnie, ale na razie musiałem pilnie wyjechać w delegacje, jak tylko wrócę to w święta coś napisze dokładniej. Na razie z tego co pamiętam (DAAAAAWWWNNNOOO nie pracowałem w ansysie, obecnie tylko abaqus, a dostępu do helpa tu nie mam) najbardziej widocznym działaniem tej funkcji było trzymanie podziału siatki na sąsiednich powierzchniach, chyba nawet na takich, których boki miały różne długości, a więc nie były rozpięte na tych samych dwóch węzłach z czterech (lub więcej), ale niczego nie dam sobie za to uciąć. Intgratorowi za to polecę wprost zaglądnąć do helpa, jest w miarę przyjazny i w miarę prosto napisany, no i będzie na już, a nie na niedziele...
Piotrze tak jak piszesz, tam był jakiś myk z tym glue... on (ansys) zaczynał wtedy zabraniać wykonywać operacji na powierzchniach... coś było, ale nie pamiętam... 
pozdr
Tomek
-----------------------------
człowiekiem jestem ... |
|
|
| Autor |
RE: Rama samochodu - elementy belkowe - moment skręcający |
ober
Użytkownik
Postów: 5
Data rejestracji: 09.09.11 |
| Dodane dnia 12/19/2011 12:07 |
|
|
|
Ja też się nie znam na ansysie, ale tak przy okazji tego że również mi polecano polecenie glue podstawiam link do filmiku porównującego glue do poprawnej siatki, co prawda w femapie, ale może podobnie działa: http://www.youtube.com/watch?v=NfcTrswuozQ&feature=related |
|
|
| Autor |
RE: Rama samochodu - elementy belkowe - moment skręcający |
piotr
Super Administrator
Postów: 1432
Data rejestracji: 17.05.07 |
| Dodane dnia 12/20/2011 08:38 |
|
|
|
No właśnie, dokładnie to są moje obawy. Tylko, że w Antku to może działać inaczej tzn juz na etapie budowania siatki, co byłoby b.dobre! |
|
|
| Autor |
RE: Rama samochodu - elementy belkowe - moment skręcający |
kojot
Użytkownik
Postów: 50
Miejscowość: Szczecin
Data rejestracji: 24.04.10 |
| Dodane dnia 12/20/2011 10:55 |
|
|
"Use of the AGLUE command generates new areas by "gluing" input areas. The glue operation redefines the input areas so that they share lines along their common boundaries. The new areas encompass the same geometry as the original areas. This operation is only valid if the intersection of the input areas are lines along the boundaries of those areas."
"The NUMMRG operation is useful for tying separate, but coincident, parts of a model together. If not all items are to be checked for merging, use the select commands (NSEL, ESEL, etc.) to select items. Only selected items are included in the merge operation for nodes, keypoints, and elements."
AGLUE działa na etapie modelowania, NUMMRG na etapie kładzenia siatki bądź robienia porządku z punktami. Użycie drugiej na nody jest raczej ostatecznością. Można też zwyczajnie modelować powierzchnie wykorzystując linie będące granicami istniejących już powierzchni. Poza tym wykorzystywanie cięcia ASBA (powierzchni powierzchnią) jeśli się nie mylę sprawia że wyjściowe powierzchnie dzielą wspólną krawędź na tej samej linii.
Edytowane przez kojot dnia 12/20/2011 10:58 |
|
|
| Autor |
RE: Rama samochodu - elementy belkowe - moment skręcający |
Tomekk
Użytkownik
Postów: 242
Miejscowość: Norge
Data rejestracji: 01.10.09 |
| Dodane dnia 12/20/2011 22:55 |
|
|
A co w przypadku naszego kolegi? Jak przetnie podłużnicę tą poprzeczną belką, to będzie miał krawędź powierzchni w tym samym miejscu ale każda będzie rozpostarta na osobnych punktach (będą 4 punkty w linii)?
Co do metod ostatniej "szansy", każda z tych metod powinna być stosowana kiedy indziej. Osobiście, w tym przypadku najpierw bym skleił powierzchnie, wtedy nie powinno być podwójnych nodów na wspólnych krawędziach, a na końcu dla pewności nummrg na nodach bym wykonał dla jakieś małej wartości tolerancji. Na takich poklejonych powierzchniach chyba trochę łatwiej zapanować nad siatką. Chociaż przy takich małych modelikach to nie powinien być problem.
pozdr
Tomek
-----------------------------
człowiekiem jestem ... |
|
|
Użytkownicy Online
ew thread" po prawej stronie.
