- Tytuł:
-
Simulation of moving loads in elastic multibody systems with parametric model reduction techniques
Zastosowanie techniki parametrycznej redukcji modelu do symulacji ruchomych obciążeń w sprężystym układzie wieloczłonowym - Autorzy:
-
Fischer, M.
Eberhard, P. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/950682.pdf
- Data publikacji:
- 2014
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
- Tematy:
-
multibody systems
model reduction
parametric reduction
odkształcenia sprężyste
model redukcji
metoda parametryczna - Opis:
-
In elastic multibody systems, one considers large nonlinear rigid body motion and small elastic deformations. In a rising number of applications, e.g. automotive engineering, turning and milling processes, the position of acting forces on the elastic body varies. The necessary model order reduction to enable efficient simulations requires the determination of ansatz functions, which depend on the moving force position. For a large number of possible interaction points, the size of the reduced system would increase drastically in the classical Component Mode Synthesis framework. If many nodes are potentially loaded, or the contact area is not known a-priori and only a small number of nodes is loaded simultaneously, the system is described in this contribution with the parameter-dependent force position. This enables the application of parametric model order reduction methods. Here, two techniques based on matrix interpolation are described which transform individually reduced systems and allow the interpolation of the reduced system matrices to determine reduced systems for any force position. The online-offline decomposition and description of the force distribution onto the reduced elastic body are presented in this contribution. The proposed framework enables the simulation of elastic multibody systems with moving loads efficiently because it solely depends on the size of the reduced system. Results in frequency and time domain for the simulation of a thin-walled cylinder with a moving load illustrate the applicability of the proposed method.
W sprężystym układzie wieloczłonowym rozważane są duże, nieliniowe ruchy ciał sztywnych oraz małe odkształcenia sprężyste. W rosnącej liczbie zastosowań, np. W przemyśle motoryzacyjnym, procesach toczenia i frezowania, pozycja sił działających na ciało sprężyste jest zmienna. Redukcja rzędu modelu, niezbędna by umożliwić efektywną symulację, wymaga wyznaczenia funkcji ansatz, które zależą od zmiennej pozycji sił. Przy wielkiej liczbie możliwych punktów interakcji rozmiar zredukowanego systemu rósłby gwałtownie, gdyby stosować klasyczny schemat syntezy modów składowych (Component Mode Synthesis). Jeśli wiele węzłów jest potencjalnie obciążonych, lub obszar styku nie jest znany a priori, w ujęciu przedstawionym w artykule system opisuje się przy pomocy zależnej od parametru pozycji sił. Umożliwia to zastosowanie metod parametrycznej redukcji rzędu modelu. W artykule opisano dwie techniki oparte na interpolacji macierzowej, które transformują poszczególne systemy zredukowane, umożliwiają interpolację macierzy zredukowanych systemów i pozwalają wyznaczyć systemy zredukowane dla dowolnej pozycji sił. Zaprezentowano dekompozycję w trybie online-offline oraz opis rozkładu sił na zredukowanym ciele sprężystym. Zaproponowany schemat postępowania umożliwia efektywną symulację sprężystych układów wieloczłonowych z ruchomymi obciążeniami, gdyż zależy ona wyłącznie od rozmiaru zredukowanego systemu. Przedstawiono wyniki symulacji w dziedzinie czasu i częstotliwości dla cienkościennego cylindra z ruchomym obciążeniem, które ilustrują możliwości zastosowań proponowanej metody. - Źródło:
-
Archive of Mechanical Engineering; 2014, LXI, 2; 209-226
0004-0738 - Pojawia się w:
- Archive of Mechanical Engineering
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł