Flexible MultiBody Systems

Создание упругих деталей механизма

Податливость компонентов механизма в Adams

Horizontal spacer

Что означает учёт податливости

При современных тенденциях в разработке машин и механизмов, направленных на всемерное снижение массы изделий и повышение их функциональности, в подавляющем большинстве случаев при выполнении расчётов необходим учёт податливости упругих компонентов разрабатываемых изделий. Это необходимо для точного учёта распределённых массовых и жесткостных характеристик деталей при работе механизма, учёта динамического поведения отдельных деталей, а также для получения реального характера нагружения всего механизма и отдельных его деталей.

Adams предоставляет такую возможность: модели упругих компонентов могут быть встроены в модель механизма.

 

Линейные упругие детали


1. Adams Flex

Модуль Adams Flex позволяет импортировать в Adams конечно-элементные модели из большинства КЭ-систем верхнего уровня, предоставляя удобный способ моделирования и обширные возможности постобработки. Замена некоторых ключевых жестких компонентов механизма гибкими деталями повышает точность прогнозирования нагрузки как отдельной детали, так и всего механизма.



2. ViewFlex

Модуль ViewFlex позволяет преобразовывать жесткие детали в упругие тела внутри среды Adams, используя встроенный алгоритм расчёта методом конечных элементов, в котором автоматически выполняется построение КЭ сетки, проводится расчётный анализ для получения модели упругого тела. Этот модуль работает на основе MSC Nastran, что позволяет создавать упругие тела, не покидая среду препроцессора Adams View и не привлекать стороннее программное обеспечение для КЭ анализа. Такой упрощенный процесс подготовки упругих тел в ряде случаев является более эффективным и простым, чем традиционный путь, когда упругое тело для Adams создаётся во внешней расчётной среде.



Нелинейные упругие детали


3. FE Part - NEW

Компонент FE-Part является полностью нативным объектом для Adams, то есть создаётся встроенными инструментами и не требует дополнительных. Такой элемент представляет из себя геометрически нелинейное упругое тело балочной структуры (два размера детали существенно меньше третьего), деталь с выраженным сечением, которое может быть переменным по длине. FE-Part позволяет подробно смоделировать жёсткость и распределённую массу деталей, учитывать большие деформации при анализе (то есть геометрическую нелинейность) и точно описать поведение таких компонентов как рычаги и балки автомобильных подвесок, элементы рам автомобилей, трубопровода и другие балочноподобные детали. Это обеспечивает быстрый и точный способ моделирования геометрически нелинейных деталей механизма внутри среды Adams.



4. MSC CoSim

Интегрирующий модуль MSC CoSim специально разработан для обеспечения совместной работы (co-simulation) различных решателей в единой многодисциплинарной рабочей среде. Он предоставляет возможности по эффективному сопряжению КЭ систем с моделями Adams. Например, для описания упругих свойств деталей механизма можно использовать КЭ систему Marc – это позволит учесть такие особенности, как геометрическая нелинейность (большие деформации тел) и физическая нелинейность (нелинейные характеристики материала, например, учёт пластических деформаций детали), перестроение КЭ сетки в процессе расчёта, использование специальных типов конечных элементов, специальных моделей материалов (резина, композиционные материалы) и другие возможности КЭ системы.



5. Adams MaxFlex

Модуль Adams MaxFlex – это встроенный в Adams КЭ решатель с неявной схемой интегрирования, который позволяет использовать исходную КЭ модель любой детали напрямую для описания упругого компонента механизма без каких-либо допущений. Этот модуль позволяет учесть нелинейные характеристики упругих звеньев, в том числе геометрическую (деформации) и физическую (материал) нелинейности в процессе работы механизма в Adams.

 

В таблице ниже приведена разница в подходах моделирования упругих тел в Adams и применимость каждой из техник:

  Линейный подход Нелинейный подход
Модуль для работы
с упругими телами
в Adams
Adams Flex ViewFlex FE Part Adams-Marc
Co-simulation
MaxFlex
Типы нелинейности          
Геометрическая
нелинейность
Нет Нет Да Да Да
Нелинейность
материала
Нет Нет Нет Да Да
Необходимость во
внешнем КЭ пакете
       
Требуется импорт
файлов с КЭ моделью
Да Нет Нет Да Да
Требуется КЭ пакет
для решения
Нет Нет Нет Да Нет
Возможности
моделирования
       
Контакт
с твёрдыми деталями
Да Да Да Да Нет
Контакт с линейно-
упругими деталями
Да Да Нет
(в разработке)
Нет Нет
Контакт с деталью
FE Part
Нет Нет Да Нет Нет
Самоконтакт Нет Нет Нет
(в разработке)
Да Да
Геометрическая
топология
Произвольная Произвольная Балочная Произвольная Произвольная
Построение
геометрии
Во внешней
среде
Внутри Adams
или во внешней
среде
Внутри Adams
или во внешней
среде
Во внешней
среде
Во внешней
среде
Распределённая
масса
Да Да Да Да Да
Распределённая
нагрузка
Да Да Да Да Да
Расчёт        
Требуемые модули Adams Solver Adams Solver
+Adams Flex
Adams Solver Adams Solver
+ Marc
Adams/Solver
Тип расчётов В среде
Adams
В среде
Adams
В среде
Adams/td>
Сопряжённый
расчёт
В среде
Adams
Постобработка        
Вывод графиков
напряжений/деформаций
в Adams
Да Да Да Да (в Marc) Да
Заливка модели
по напряжениям/деформациям
в Adams
Да Да Нет Да (в Marc) Да
Экспорт нагрузок
из Adams для внешнего
пакета КЭ
Да Да Да Неприменимо Неприменимо
Вывод результатов по
напряжениям/деформациям
в КЭ виде
Нет Нет Нет Да Да