1 / 40

Materiālu un konstrukciju institūts

Materiālu un konstrukciju institūts. Kompozīto materiālu un konstrukciju katedras. Praktiskā darba paraugs priekšmetā: BKA 505 Optimālu konstrukciju automatizēta projektēšana. 15.12.2003 M.inž. K.Kalniņš. Kopnes optimizācijas uzdevuma paraugs.

merv
Download Presentation

Materiālu un konstrukciju institūts

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Materiālu un konstrukciju institūts Kompozīto materiālu un konstrukciju katedras Praktiskā darba paraugs priekšmetā: BKA 505 Optimālu konstrukciju automatizēta projektēšana 15.12.2003 M.inž. K.Kalniņš

  2. Kopnes optimizācijas uzdevuma paraugs Aprēķināt optimālu šķērsgriezuma ģeometrisko formu, kas uzņemtu pielikto aprēķina slodzi. Aprēķinā izmantot ne mazāk kā četrus dažādus mainīgos lielumus (augstumus). Aprēķinam izveidot “Log”aprēķina failu galīgo elementu aprēķina datorprogrammā ANSYS. Konstrukcijas materiāls: Koks Robež nosacījumi: Stiprība stiepē 13 MPa Stiprība spiedē 10 MPa Izliece ne lielāka kā 1/300 no laiduma

  3. ANSYS log fails “Log” fails ir stenogrāfisks pieraksts visam komandām, kas tiek aktivizētas ANSYS interaktīvajā vidē. “Log” failu var izmantot, lai koriģētu ievada/izvada datus. Ieteikums studentiem: strādājot interaktīvi ANSYS programmā pārrakstīt jaunradītās komandu rindas jaunā .txt failā. Kopnes “Log” faila apkopojumu meklēt beigās!

  4. ANSYS log faila nolasīšana ANSYS darba direktorijas attīrīšana “Log” faila nolasīšana

  5. Mainīgo konstanšu izveidošana Par mainīgajām konstantēm kopnē tiek pieņemti šķērsgriezuma augstums (h) un platums (b). Četru dažādu šķērsgriezuma konstanšu ievade. *SET,h,0.1 *SET,h1,0.1 *SET,h2,0.05 *SET,h3,0.05 *SET,b,h *SET,b1,h1/2 *SET,b2,h2 *SET,b3,h3 h=0.1 h1=0.1 h2=0.05 h3=0.05 Komandu rinda “Log” failā b=h b1=h1/2 b2=h2 b3=h3

  6. Kopnes ģeometrijas izveide Izveidot Mezglu punktus (Keypoints) ar koordinātām: 1:0,0,0 2:3,0,0 3:0,1,0 Nummeācija; X kooridināta, Y koordināta, Z koordināta

  7. Kopnes ģeometrijas izveide • Jaunus mezglu punktu izveidot, starp esošajiem mezglu punktiem (1;2;3) • KP between KPs

  8. Kopnes ģeometrijas izveide • Dalījuma attiecība 0.33333333 Starp 1 un 2; 2 un 3 • Dalījuma attiecība 0.5 Starp 4 un 2; 5 un 3 • 0.5 • 0.33333333 • 0.33333333 • 0.5

  9. Kopnes ģeometrijas izveide • Kopnes elementus savienot ar līnijām virzoties starp mezglu punktiem pretēji pulksteņa rādītāja virzienā.

  10. Spoģuļ attēla kopija • Pick All lines • Reflect YZ

  11. Alternatīva simetrisku modeļu izveidē Ja jāveido nemainīgas formas simetrisks modelis, vieglāk to izveidot izmantojot skaitlisko kopēšanu. Izveidotas modeļa daļas simetriska kopēšana

  12. Alternatīva simetrisku modeļu izveidē • Pick All • 8 kopijas ar soli 1 X ass virzienā

  13. Lieko mezglu punktu izdzēšana no aprēķina shēmas Lieki mezgli rodas kopnes ģeometrijas kopēšanas rezultātā. Lai liekos mezglus, līnijas un citas konstantes izdzēstu lietot: Merge All

  14. Kopnes ģeometrijas izveide • Pievienot vidējo elementu no mezgla punkta 3-8

  15. Stieņa galīgā elementa tipa izvēla • 2D elastic 3 • Izvēloties citu elementu tipu kā 3D tapered 44; var ievadīt stieņus kuriem šķērsgriezuma profils mainās atkarībā no to garuma.

  16. Materiālu mehānisko īpašību definēšana Transversāla izotropa materiāla mehāniskās īpašības Elastības modulis 10GPa Elastības modulis 0.4GPa Puasona koeficients 0.21

  17. Šķērsgriezuma īpašību definēšana • Ģeometrisko konstanšu definēšana A = b*h laukums I= b*h*h*h/12 inerces moments H=h augstums • Kopumā četru ģeometrisko • konstanšu veidņu izveidošana: • !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! • b un h • b1 un h1 • b2 un h2 • b3 un h3

  18. Elementu īpašību piešķiršana • Četru dažādu šķērsgriezumu izvēlēšanās trīsstūra kopnei. R 3 R 2 R 1 R 4

  19. Elementu īpašību piešķiršana • Iezīmēt stieņus kuriem būs attiecīgie ģeometriskie raksturlielumi! • Definēt viņu reālās ģeometriskās īpašības

  20. Galīgā elementa izmēra definēšana Visus kopnes elementus izvēlos sadalīt tikai vienā galīgā elementā

  21. Sadalījums galīgos elementos • Visu līniju sadalīšana galīgos elementos

  22. Kopnes malu nostiprināšana UX un UY • UX un UY

  23. Kopnes uzņemamā slodze • Ja modeļa izveidei izmanto spoguļa kopēšanu, tad slodzes attiecīgi jāpieliek ar pretējām zīmēm 10000 • -10000

  24. Aprēķins

  25. Telpiska rezultātu apskate

  26. Pārvietojumi kopnē

  27. Spriegumi kopnē

  28. Log fails ar paskaidrojumiem !* Kopnes elementu optimizacija !* Praktiska darba uzdevuma paraugs !* Optimalu konstrukciju automatizeta projektesana BKA505 /PREP7 !* !* Skersgiezuma profila definesna. *SET,h,0.1 *SET,h1,0.15 *SET,h2,0.06 *SET,h3,0.06 *SET,b3,h3 *SET,b2,h2 *SET,b1,h1/2 *SET,b,h !* !* Mezglu punktu definesana (m) K,1,0,0,0, K,2,3,0,0, K,3,0,1,0, !* !* Papildu mezglu punktu izveide !* attieciba pret sakotnejiem mezgliem KBET,1,2,0,RATI,0.33333333333333333, KBET,2,3,0,RATI,0.33333333333333, KBET,4,2,0,RATI,0.5, KBET,5,3,0,RATI,0.5,

  29. Log fails ar paskaidrojumiem !* !* Mezglu savienosana ar linijam (stienu elementiem) !* Stienus savieno preteji pulkstenraditaja virzienam !* LSTR, 4, 1 LSTR, 6, 4 LSTR, 2, 6 LSTR, 2, 5 LSTR, 5, 7 LSTR, 7, 3 LSTR, 6, 5 LSTR, 5, 4 LSTR, 4, 7 LSTR, 7, 1 LPLOT !* !* Simetriska kopnes dalas kopesana !* FLST,3,10,4,ORDE,2 FITEM,3,1 FITEM,3,-10 LSYMM,X,P51X, , , ,0,0 !* !* Papildus vertikala stiena ievade !* LSTR, 1, 3 !* !* Lieko stienu izdzesana (merge items) !* NUMMRG,ALL, , , LPLOT !* !* Sijas galiga elementa izvele !* ET,1,BEAM3 !* !* Materiala ipasibas transversala Izotropa materialam (Pa; N/m^2) !* MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,1,,1e10 MPDATA,PRXY,1,,.21 MPDATA,DENS,1,,6000 !* !* Skersgriazumu profilu kopu definesana !* R,1,b*h,b*h*h*h/12,h, , , , R,2,b1*h1,b1*h1*h1*h1/12,h1, , , , R,3,b2*h2,b2*h2*h2*h2/12,h2,0,0,0, R,4,b3*h3,b3*h3*h3*h3/12,h3,0,0,0,

  30. Log fails ar paskaidrojumiem !* Skersgriezuma profilu pieskirsana realajiem elementiem !* FLST,5,6,4,ORDE,4 FITEM,5,1 FITEM,5,-3 FITEM,5,11 FITEM,5,-13 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,S,_Y !* CMSEL,S,_Y1 LATT,1,1,1, , , , CMSEL,S,_Y CMDELE,_Y CMDELE,_Y1 !* FLST,5,6,4,ORDE,4 FITEM,5,4 FITEM,5,-6 FITEM,5,14 FITEM,5,-16 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,S,_Y !* CMSEL,S,_Y1 LATT,1,2,1, , , , CMSEL,S,_Y CMDELE,_Y CMDELE,_Y1 !* FLST,5,5,4,ORDE,5 FITEM,5,7 FITEM,5,9 FITEM,5,17 FITEM,5,19 FITEM,5,21 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,S,_Y !* CMSEL,S,_Y1 LATT,1,4,1, , , , CMSEL,S,_Y CMDELE,_Y CMDELE,_Y1 !* FLST,5,4,4,ORDE,4 FITEM,5,8 FITEM,5,10 FITEM,5,18 FITEM,5,20 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,S,_Y !* CMSEL,S,_Y1 LATT,1,3,1, , , , CMSEL,S,_Y CMDELE,_Y CMDELE,_Y1 !*

  31. Log fails ar paskaidrojumiem !* Sadalijums galigos elementos LESIZE,ALL, , ,1,1,1 FLST,2,21,4,ORDE,2 FITEM,2,1 FITEM,2,-21 LMESH,P51X FINISH /SOLU !* Malu nostiprinajumu definesana !* FLST,2,2,3,ORDE,2 FITEM,2,2 FITEM,2,11 !* /GO DK,P51X, , , ,0,UX,UY, , , , , !* Pieliktas slodzes definesana (N) !* FLST,2,3,2,ORDE,2 FITEM,2,11 FITEM,2,-13 SFBEAM,P51X,1,PRES,10000,10000, , , , , FLST,2,3,2,ORDE,2 FITEM,2,1 FITEM,2,-3 SFBEAM,P51X,1,PRES,-10000,-10000, , , , , !* Darba faila sagabasana !* LSWRITE,1, LSREAD,1, !* !* Statikas aprekins !* /STATUS,SOLU SOLVE FINISH /POST1 !* !* Reala skersgriezuma izmeru ekrana atspogulojums !* /SHRINK,0 /ESHAPE,1.0 /EFACET,1 /RATIO,1,1,1 /CFORMAT,32,0 /REPLOT /EFACE,1 AVPRIN,0, , !* !* Ekvivalento spriegumu izvede uz ekrana !* PLNSOL,S,EQV,0,1

  32. Optimizācijas faila definēšana Norāda “Log” failu kuram tiks veikta optimizācija

  33. Optimizācijas mainīgo konstanšu definēšana Mainīgo parametru apgabals: h=0.05 ÷ 0.15 m h1=0.1 ÷ 0.3 m h2=0.03 ÷ 0.1 m h3=0.03 ÷ 0.1 m

  34. Optimizācijas robežu konstanšu definēšana Robežnosacījumi: Stiprība stiepē 13 MPa Stiprība spiedē 10 MPa

  35. Optimizācijas mērķfunkcijas definēšana Optimizācijas mērķfunkcija: Tilpuma samazināšana

  36. Optimizācijas metodes definēšana Optimizāciju veikt ar Sub-Problem metodi ar maksimālo iterāciju skaitu 70.

  37. Optimizācijas procesa aktivizācija

  38. Optimizācijas rezultātu apskate Optimālākā varianta skaitliskais atrisinājums

  39. Log fails ar paskaidrojumiem !* Kopnes kopeja tilpuma aprekins !* etable,evol,volu ssum *get,vtot,ssum,,item,evol ! vtot = total volume !* !* Min spriegumu izvade tabulas !* ETABLE,SMIN_I,NMISC,3 ! SMIN_I = min. stress at end I of each element ETABLE,SMIN_J,NMISC,4 ! SMIN_J = min. stress at end J of each element SSUM ! Sums the data in each column of the element table ESORT,ETAB,SMIN_I,,1 ! Sorts elements based on absolute value of SMIN_I *GET,SMINI,SORT,,MIN ! Parameter SMINI = min. value of SMIN_I ESORT,ETAB,SMIN_J,,1 ! Sorts elements based on absolute value of SMAX_J *GET,SMINJ,SORT,,MIN ! Parameter SMINJ = min. value of SMAX_J !* !* Max spriegumu izvade tabulas !* ETABLE,SMAX_I,NMISC,1 ! SMAX_I = max. stress at end I of each element ETABLE,SMAX_J,NMISC,2 ! SMAX_J = max. stress at end J of each element SSUM ! Sums the data in each column of the element table ESORT,ETAB,SMAX_I,,1 ! Sorts elements based on absolute value of SMAX_I *GET,SMAXI,SORT,,MAX ! Parameter SMAXI = max. value of SMAX_I ESORT,ETAB,SMAX_J,,1 ! Sorts elements based on absolute value of SMAX_J *GET,SMAXJ,SORT,,MAX ! Parameter SMAXJ = max. value of SMAX_J finish

  40. Log fails ar paskaidrojumiem /OPT !* Faila nosaukums kura izveidots optimizacijas uzdevums OPANL,'kopnetmp','txt',' ' OPVAR,,DEL,1 !* Design variables (Mainigie) !* OPVAR,H,DV,0.05,0.15, , OPVAR,H1,DV,0.1,0.3, , OPVAR,H2,DV,0.03,0.1, , OPVAR,H3,DV,0.03,0.1, , !* State varibles (Robeznosacijumi) !* OPVAR,SMAXI,SV,-10000000,10000000, , OPVAR,SMAXJ,SV,-10000000,13000000, , OPVAR,SMINI,SV,-10000000,13000000, , OPVAR,SMINJ,SV,-10000000,13000000, , !* Objective unction (Merkfunkcija) !* OPVAR,VTOT,OBJ, , , , OPDATA, , , OPLOOP,TOP,IGNO,SCAL OPPRNT,OFF OPKEEP,OFF !* Optimizacijas metodes un sola izvele !* OPTYPE,SUBP OPSUBP,70,35, OPEQN,0,0,0,0,0,

More Related