Внешняя интеграция с программными комплексами автоматизированного динамического анализа многокомпонентных механических систем (ПК EULER, ПК Универсальный механизм)

Внешняя интеграция MBD задается на панели команд Режим - Настройки расчета, Настройки расчета - Внешняя интеграция MBD.

Общие положения

Весь раздел представляет собой реализацию моделирования на основе интеграции промышленных пакетов инженерного программного обеспечения ПК EULER, ПК Универсальный механизм и CAE Fidesys.

Предполагается, что деформируемое тело подвержено большому движению в составе многокомпонентной механической системы и малым упругим деформациям.

Вывод общих уравнений базируется на использовании классического (линейного) метода конечных элементов (МКЭ) и редукции модели методом Крейга-Бэмптона. Никаких дополнительных приближений не вводится, тем самым получаются уравнения движения упругих тел в составе системы, наиболее общие в рассматриваемой постановке.

Метод Крейга-Бэмптона – это метод редуцирования КЭ-модели деформируемого тела путем аппроксимации малых упругих перемещений тела набором допустимых форм: статических форм от единичных смещений интерфейсных узлов тела и собственных форм колебаний при зажатых интерфейсных узлах.

Полная КЭ-модель упругого тела и ее редукция подготавливаются в CAE Fidesys и передаются в ПК EULER или ПК Универсальный механизм для расчета динамики тела в составе системы.

Для представления пространственного движения упругого тела используется метод присоединенной системы координат (ПСК): эта система координат определяет движение тела как твердого и относительно нее тело совершает малые упругие колебания.

Уравнения динамики упругих тел выводятся из уравнения Лагранжа второго рода, в качестве обобщенных координат используется положение ПСК и вектор модальных координат. Из выражения для кинетической энергии тела получены формулы расчета обобщенной матрицы масс и вектора сил инерции.

После разработки КЭ-модели в ПК Fidesys формируются четыре файла, содержащих матрицы жесткости и масс, геометрию модели, собственные и статические формы.

Практическая реализация

В процессе совместной работы была выпущена статья, где рассматривался пример реального практического моделирования движения механической системы автомобиля КАМАЗ-5308 с упругой рамой.

Полученная модель рамы используется в ПК EULER и рассчитывается в составе многокомпонентной механической системы.

Модель автомобиля с деформируемой рамой используется для учета влияния динамики автомобиля в целом на напряженно-деформированное состояние рамы в испытании «Переставка».