2 Общая схема работы с КЭ моделями
Процесс создания деформируемого звена начинается с подготовки его исходной модели в конечно-элементном программном комплексе (ANSYS, NASTRAN, ЛОГОС-Прочность, Fidesys и т.п.). На первом этапе на основе метода конечных элементов (МКЭ) формируется геометрия упругого тела. Далее в соответствии с общими требованиями, предъявляемыми ПК EULER к конечно-элементным моделям упругих тел (см. подраздел «Общие требования к конечно-элементным моделям упругих тел»), выделяются интерфейсные узлы и осуществляется процесс редукции модели. После чего сформированная редуцированная модель сохраняется в виде файла специального формата (формат «*.mnf»).
Далее в ПК EULER необходимо импортировать созданную ранее редуцированную модель упругого тела, для этого готовый mnf-файл загружается в специальном окне. После загрузки можно осуществить корректировку модели. На этапе корректировки редуцированной модели можно выполнить следующие действия:
− откорректировать массу;
− задать модель демпфирования;
− выбрать используемые в расчете формы деформации.
В результате подготовленный вариант модели сохраняется в файл специального формата ПК EULER (формат «*.efb»), который используется для формирования шаблона расчетной модели упругого тела.
При создании шаблона расчетной модели упругого тела пользователь имеет возможность:
− выбрать вид зависимости матрицы масс упругого тела от деформации (постоянная, линейная, квадратичная);
− скорректировать жесткость всей модели;
− скорректировать демпфирование всей модели.
На основе сформированного шаблона можно создать одно или несколько деформируемых звеньев, являющихся частью ММС. На этапе создания деформируемого звена пользователь выбирает подготовленный шаблон, а также имеет возможность сделать звено жестким. Принципиальная схема подготовки модели к расчету показана на рис.1.
На рис.1 показаны:
− исходная КЭ модель упругого тела – модель в КЭ комплексе до выделения интерфейсных узлов, формирования матриц масс и жесткости, расчета форм и др. Система координат, в которой определена исходная КЭ модель упругого тела в КЭ комплексе – исходная система координат;
− редуцированная КЭ модель упругого тела – КЭ модель после выделения интерфейсных узлов и редукции по методу Крейга – Бэмптона (см. главу «Теория динамики деформируемых упругих тел»). Процесс создания редуцированной модели осуществляется в КЭ комплексе. В ПК EULER имеется возможность ее редактирования: корректировки массы тела, настройки модели демпфирования и выбора расчетных форм деформации;
− шаблон расчетной модели упругого тела – набор данных, определяющий характеристики упругого тела. Представляет собой совокупность редуцированной модели упругого тела, а также корректировочных параметров. В число этих параметров входят: модель массы, относительный коэффициент демпфирования, относительный коэффициент жесткости;
− деформируемое звено – созданная на основе сформированного шаблона модели упругого тела часть многокомпонентной механической системы.
Рис. 1. Схема создания деформируемого звена в ПК EULER