Что такое findslide.org?

FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.


Для правообладателей

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Яндекс.Метрика

Презентация на тему Оптимизация конструкций с учетом динамики в MSC

Содержание

Раздел 19. Оптимизация конструкций с учетом динамикиЧТО ТАКОЕ “ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИЙ”?………..………………………………………………..……… 19 - 4 ОСОБЕННОСТИ ОПТИМИЗАЦИИ С ПОМОЩЬЮ MSC.Nastran………………………………………...……… 19 - 5 ПРЕИМУЩЕСТВА ОПТИМИЗАЦИИ КОНСТРУКЦИЙ С ПОМОЩЬЮ MSC.Nastran……………….……….. 19 - 6 ВОЗМОЖНОСТИ ОПТИМИЗАЦИИ С ПОМОЩЬЮ MSC.Nastran ……………………………………………… 19
Раздел 19Оптимизация конструкций с учетом динамики Раздел 19. Оптимизация конструкций с учетом динамикиЧТО ТАКОЕ “ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИЙ”?………..………………………………………………..……… 19 - Оптимизация конструкций с учетом динамики (продолж.)ПРИМЕР №16 – ОПТИМИЗАЦИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЧАСТОТНОГО Что такое “Оптимизация конструкций”?Автоматическое изменение параметров расчетной модели для достижения поставленной цели Особенности оптимизации с помощью MSC.NastranПростота исследования возможности создания конструкцииПонятие “конструкторской” моделиГибкость в Преимущества оптимизации конструкций с помощью MSC.NastranВысокая эффективность решения от малых до больших Возможности оптимизации с помощью MSC.NastranMulti-Disciplinary OptimizationОптимизация с учетом статического откликаОптимизация с учетом Возможности оптимизации с помощью MSC.NastranОптимизация формыЧетыре метода генерации базовых векторов“Ручная” вариация положения Постановка задачи оптимизацииПеременные проектированияЦель: 				Минимизация F(X)При соблюдении:Ограничения типа “меньше или равно”:Ограничения типа “равно”:	Двухсторонние ограничения: Оптимизация конструкций в MSC.NastranОператор ANALYSIS в Case Control Section позволяет задать тип Оптимизация конструкций в MSC.NastranПример оптимизации с учетом двух статических расчетов (subcase 1 Обычно используемые операторы Bulk DataDESVAR	- Определяет переменную проектирования.DVPREL1	- Задает связь между свойством Пример №15Оптимизация с учетом собственных колебаний Пример №15. Оптимизация с учетом собственных колебанийМинимизировать вес трехстержневой конструкции. Первая частота Операторы оптимизацииПеременные проектированияПлощади поперечных сечений элементов ROD (A1, A2, A3)ЦельМинимизация веса стержней.Необходимо Входной файл для Примера Входной файл для Примера №15$ $---------------------------------------------------------------------- $ DESIGN MODEL $---------------------------------------------------------------------- $ $...DESIGN Результаты решения Примера №150 1  SYMMETRIC THREE BAR TRUSS DESIGN OPTIMIZATION - VARIATION OF D200 Результаты решения Примера №15 Результаты решения Примера №15 Результаты решения Примера №15 Прямое задание широко- используемых функцийПрямое задание широко используемых функций (например, SUM, RSS, Пример оптимизации с использованием частотного откликаВ модели автомобиля левое переднее колесо не Операторы оптимизацииПеременные проектирования:Параметры жесткости и демпфирования в модели автомобиляЦель:Минимизация величины “корня квадратного Задание динамических нагрузокИспользуем оператор DAREA для задания амплитуд Fx и Fy (mr)Используем Оператор TABLED4 для этого примераНазначим X1 = 0. X2 = 1. X3 Чувствительность динамического откликаMSC.Nastran обеспечивает вычисление чувствительности динамического отклика на изменения переменных проектирования Описание “конструкторской” моделиОпределение связей свойств расчетной модели с переменными проектирования (DVPREL1, DVPREL2).Задание Входной файл для оптимизационной моделиExecutive и Case Control SectionSOL 200 CEND TITLE Фрагмент файла CAR.BLKЗадание динамического нагруженияEIGRL,1,-1.0,100. DLOAD,1,1.,1.,11,1.,12 RLOAD1,11,20,,,,111 RLOAD1,12,30,,,40,111 DPHASE 40 Фрагмент файла SPRINGS.BLKЗадание упругих элементов (пружин)CROD  1002  1002  402 Фрагмент файла OPTIM.BLKЗадание переменных проектированияdesvar,1,frntdamp,1.,.1,10. desvar,2,reardamp,1.,.2,20. desvar,3,frntstif,1.,.4,2. desvar,4,rearstif,1.,.5,2.5Задание связей свойств с переменными Фрагмент файла OPTIM.BLKЗадание откликов, используемых при оптимизации$ select displacement Y at driver Пример №16Оптимизация с использованием частотного отклика Решение для Упражнения 16$  $ input file to optimize (minimize) the Решение для Упражнения 16$ $   springs.blk $ CONM2  3001 Решение для Упражнения 16$ $  file  -   car.blk Решение для Упражнения 16$$  beginning of optim1.blk$$ data for design sensitivity Решение для Упражнения 16 Решение для Упражнения 16 Результаты решения задачи оптимизацииРешение получено за 11 шагов.Результаты решения: История целевой функции История переменных проектирования Перемещение колесаДо оптимизацииПосле оптимизации Перемещение сиденья водителяДо оптимизацииПосле оптимизации ЗаключениеС минимальными усилиями конструкция модифицируется с целью удовлетворения заданным требованиям и минимизации
Слайды презентации

Слайд 2 Раздел 19. Оптимизация конструкций с учетом динамики

ЧТО ТАКОЕ

Раздел 19. Оптимизация конструкций с учетом динамикиЧТО ТАКОЕ “ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИЙ”?………..………………………………………………..……… 19

“ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИЙ”?………..………………………………………………..……… 19 - 4
ОСОБЕННОСТИ ОПТИМИЗАЦИИ С ПОМОЩЬЮ MSC.Nastran………………………………………...………

19 - 5
ПРЕИМУЩЕСТВА ОПТИМИЗАЦИИ КОНСТРУКЦИЙ С ПОМОЩЬЮ MSC.Nastran……………….……….. 19 - 6
ВОЗМОЖНОСТИ ОПТИМИЗАЦИИ С ПОМОЩЬЮ MSC.Nastran ……………………………………………… 19 - 7
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ……………………………………………………………….………….. 19 - 9
ОПТИМИЗАЦИИ КОНСТРУКЦИЙ В MSC.Nastran ……………..…………………………………………………. 19 - 10
ОБЫЧНО ИСПОЛЬЗУКМЫЕ ОПЕРАТИРЫ BULK DATA…….………………………………………….……… 19 - 12
ПРИМЕР №15 – ОПТИМИЗАЦИЯ С УЧЕТОМ СОБСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ….………………..…………. 19 - 13
ОПЕРАТОРЫ ОПТИМИЗАЦИИ...……………………………………………………………………...………… 19 - 15
ВХОДНОЙ ФАЙЛ ДЛЯ ПРИМЕРА №15..…………………………………………………………….………… 19 - 16
РЕЗУЛЬТАТЫ РЕШЕНИЯ ПРИМЕРА №15…..…….……………………………………...…………………… 19 - 18
ПРЯМОЕ ЗАДАНИЕ ШИРОКОИСПОЛЬЗУЕМЫХ ФУНКЦИЙ…………………………………………………… 19 - 23
ПРИМЕР ОПТИМИЗАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЧАСТОТНОГО ОТКЛИКА.………………………….…. 19 - 24
ОПЕРАТОРЫ ОПТИМИЗАЦИИ…...………………………………………………………………………..…….. 19 - 25
ЗАДАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК………...………………………………………………………...…… 19 - 26
ОПЕРАТОР TABLED4 ДЛЯ ЭТОГО ПРИМЕРА……………………………………………………...…………. 19 - 27
“ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ” ДИНАМИЧЕСКОГО ОТКЛИКА..……………………………………………..………. 19 - 28
ОПИСАНИЕ “КОНСТРУКТОРСКОЙ” МОДЕЛИ….……………………………………………………………….. 19 - 29
ВХОДНОЙ ФАЙЛ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИОННОЙ МОДЕЛИ…………………………………………………...…… 19 - 30
ФРАГМЕНТ ФАЙЛА CAR.BLK……………………………………………………………………………………….. 19 - 31
ФРАГМЕНТ ФАЙЛА SPRINGS.BLK…………….……………………………………………………………...…… 19 - 32
ФРАГМЕНТ ФАЙЛА OPTIM.BLK ……………………………………………………………………………...…… 19 - 33

Слайд 3 Оптимизация конструкций с учетом динамики (продолж.)

ПРИМЕР №16 –

Оптимизация конструкций с учетом динамики (продолж.)ПРИМЕР №16 – ОПТИМИЗАЦИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

ОПТИМИЗАЦИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЧАСТОТНОГО ОТКЛИКА…………………… 19 -

35
РЕШЕНИЕ ДЛЯ УПРАЖНЕНИЯ 16…..…………………………………………………………………………….. 19 – 36
РЕЗУЛЬТАТЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ.…………………………………………………..…….. 19 - 42
ИСТОРИЯ ЦЕЛЕВОЙ ФУНКЦИИ………………………………………………………………………………… 19 - 43
ИСТОРИЯ ПЕРЕМЕННЫХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ.…….……………………………………………………… 19 - 44
ПЕРЕМЕЩЕНИЕ КОЛЕСА ….…………………………………………………………………………………… 19 - 45
ПЕРЕМЕЩЕНИЕ СИДЕНЬЯ ВОДИТЕЛЯ …………..………………………………………………………… 19 - 46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………….……………………………………………………… 19 - 47

Слайд 4 Что такое “Оптимизация конструкций”?
Автоматическое изменение параметров расчетной модели

Что такое “Оптимизация конструкций”?Автоматическое изменение параметров расчетной модели для достижения поставленной

для достижения поставленной цели при обеспечении выполнения конструктивных ограничений.
ОБЛАСТИ

ПРИМЕНЕНИЯ
Улучшение конструкции объекта (оптимизация)
Получение физически реализуемой конструкции из нереализуемой
Подбор параметров модели для получения требуемого отклика
Идентификация параметров системы
Анализ корреляции расчетной модели и опытных данных (см. Раздел 20)
Другие (в зависимости от выдумки конструктора)

Слайд 5 Особенности оптимизации с помощью MSC.Nastran

Простота исследования возможности создания

Особенности оптимизации с помощью MSC.NastranПростота исследования возможности создания конструкцииПонятие “конструкторской” моделиГибкость

конструкции
Понятие “конструкторской” модели
Гибкость в представлении “конструкторской” модели
Задаваемые пользователем уравнения,

интерпретирующие требования к конструкции
Эффективное решение задач любой размерности
Количество выполняемых КЭ расчетов как мера эффективности

Слайд 6 Преимущества оптимизации конструкций с помощью MSC.Nastran
Высокая эффективность решения

Преимущества оптимизации конструкций с помощью MSC.NastranВысокая эффективность решения от малых до

от малых до больших задач
Надежная сходимость решения
Гибкий интерфейс пользователя

(в т.ч. возможность задания пользователем основных уравнений)
Полное использование аппроксимационного подхода
Постоянное улучшение алгоритмов
Результаты базируются на доказанной надежности MSC.Nastran
Высокий уровень поддержки как части MSC.Nastran
Доступ к знакомым инструментам анализа MSC.Nastran

Слайд 7 Возможности оптимизации с помощью MSC.Nastran
Multi-Disciplinary Optimization
Оптимизация с учетом

Возможности оптимизации с помощью MSC.NastranMulti-Disciplinary OptimizationОптимизация с учетом статического откликаОптимизация с

статического отклика
Оптимизация с учетом устойчивости
Оптимизация с учетом динамических эффектов
Прямой

анализ частотного отклика
Модальный анализ частотного отклика
Модальный анализ переходного процесса
Акустический анализ
Оптимизация с использованием суперэлементов
Границы суперэлементов “прозрачны” для конструкторской модели.
Оптимизация с учетом аэроупругости
Статическая аэроупругость
Флаттер

Слайд 8 Возможности оптимизации с помощью MSC.Nastran

Оптимизация формы
Четыре метода генерации

Возможности оптимизации с помощью MSC.NastranОптимизация формыЧетыре метода генерации базовых векторов“Ручная” вариация

базовых векторов
“Ручная” вариация положения узлов
Прямой ввод формы
Геометрический граничные формы
Аналитические

граничные формы

Слайд 9 Постановка задачи оптимизации
Переменные проектирования

Цель:
Минимизация F(X)
При соблюдении:
Ограничения типа

Постановка задачи оптимизацииПеременные проектированияЦель: 				Минимизация F(X)При соблюдении:Ограничения типа “меньше или равно”:Ограничения типа “равно”:	Двухсторонние ограничения:

“меньше или равно”:

Ограничения типа “равно”:

Двухсторонние ограничения:


Слайд 10 Оптимизация конструкций в MSC.Nastran
Оператор ANALYSIS в Case Control

Оптимизация конструкций в MSC.NastranОператор ANALYSIS в Case Control Section позволяет задать

Section позволяет задать тип анализа, используемого при оптимизации, для

каждого из расчетных случаев (subcase’ов).
С помощью оператора ANALYSIS можно инициализировать следующие типы анализа:
STATICS - статический
MODES - собственных колебаний
BUCK - устойчивости
DFREQ - частотного отклика (прямой)
MFREQ - частотного отклика (модальный)
MTRAN - переходного процесса (модальный)
SAERO - статической аэроупругости
FLUTTER - флаттера

Слайд 11 Оптимизация конструкций в MSC.Nastran
Пример оптимизации с учетом двух

Оптимизация конструкций в MSC.NastranПример оптимизации с учетом двух статических расчетов (subcase

статических расчетов (subcase 1 и subcase 2), расчета частотного

отклика модальным методом (subcase 3) и анализа переходного процесса (subcase 4).

Слайд 12 Обычно используемые операторы Bulk Data
DESVAR - Определяет переменную проектирования.
DVPREL1 -

Обычно используемые операторы Bulk DataDESVAR	- Определяет переменную проектирования.DVPREL1	- Задает связь между

Задает связь между свойством расчетной модели и переменной

проектирования.
DLINK - Задает связи между одной или несколькими переменными проектирования.
DRESP1 - Непосредственно определяет параметр, используемый либо в качестве
ограничения (для этого он указывается оператором DCONSTR в Bulk Data
Section), либо как целевая функция (инициализируется оператором DESOBJ
в Case Control Section).
DCONSTR - Определяет ограничительную функцию (инициализируется оператором
DESSUB в Case Control Section).
DCONADD - Определяет ограничительную функцию для subcase’а объединением
нескольких операторов DCONSTR.
DRESP2 - Определяет комплексный параметр, используемый либо в качестве
ограничения, либо в качестве целевой функции.
DEQATN - Задает уравнения, используемые при оптимизации.
DVCREL1 - Определяет связь между параметром топологии элемента и переменной
проектирования.
DVCREL2 - Определяет связь между параметром топологии элемента и переменной
проектирования с использованием уравнения, заданного пользователем.
DVMREL1 - Определяет связь между свойством материала и переменной
проектирования.
DVMREL2 - Определяет связь между свойством материала и переменными
проектирования с использованием уравнения, заданного пользователем.

Слайд 13 Пример №15
Оптимизация с учетом собственных колебаний

Пример №15Оптимизация с учетом собственных колебаний

Слайд 14 Пример №15. Оптимизация с учетом собственных колебаний
Минимизировать вес

Пример №15. Оптимизация с учетом собственных колебанийМинимизировать вес трехстержневой конструкции. Первая

трехстержневой конструкции. Первая частота собственных колебаний д.б. в диапазоне

1500-1550 Гц. Конструкция должна быть симметричной.

Слайд 15 Операторы оптимизации

Переменные проектирования
Площади поперечных сечений элементов ROD (A1,

Операторы оптимизацииПеременные проектированияПлощади поперечных сечений элементов ROD (A1, A2, A3)ЦельМинимизация веса

A2, A3)
Цель
Минимизация веса стержней.
Необходимо выполнение следующих требований:
Первая частота собственных

колебаний д.б. в диапазоне
1500-1550 Гц.
A1 = A3 – условие симметрии конструкции.

Слайд 16 Входной файл

Входной файл для Примера

для Примера

№15

ID NAS102, WORKSHOP 15 TIME 10 SOL 200 $ OPTIMIZATION CEND TITLE= SYMMETRIC THREE BAR TRUSS DESIGN OPTIMIZATION - VARIATION OF D200X1 SUBTITLE= GOAL IS TO MIN WT WHILE KEEPING THE 1ST MODE BETWEEN 1500-1550 HZ ECHO= SORT SPC= 100 DISP(PLOT) ALL DESOBJ(MIN)= 100 $ (DESIGN OBJECTIVE = DRESP ID) DESSUB= 200 $ DEFINE CONSTRAINT SET FOR BOTH SUBCASES SUBCASE 1 ANALYSIS= MODES METHOD= 10 BEGIN BULK $ $---------------------------------------------------------------------- $ ANALYSIS MODEL $---------------------------------------------------------------------- $ EIGRL, 10, , , 2 PARAM, POST, -1 $ $ GRID DATA $ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 GRID, 1, , -10.0, 0.0, 0.0 GRID, 2, , 0.0, 0.0, 0.0 GRID, 3, , 10.0, 0.0, 0.0 GRID, 4, , 0.0, -10.0, 0.0 $ SUPPORT DATA SPC, 100, 1, 123456, , 2, 123456 SPC, 100, 3, 123456, , 4, 3456 $ ELEMENT DATA CROD, 1, 11, 1, 4 CROD, 2, 12, 2, 4 CROD, 3, 13, 3, 4 $ PROPERTY DATA PROD, 11, 1, 1.0 PROD, 12, 1, 2.0 PROD, 13, 1, 1.0 MAT1, 1, 1.0E+7, , 0.33, 0.1 $ PARAM, WTMASS, .00259


Слайд 17 Входной файл для Примера №15
$ $---------------------------------------------------------------------- $ DESIGN MODEL $---------------------------------------------------------------------- $ $...DESIGN VARIABLE

Входной файл для Примера №15$ $---------------------------------------------------------------------- $ DESIGN MODEL $---------------------------------------------------------------------- $

DEFINITION $ $DESVAR,ID, LABEL, XINIT, XLB, XUB,

DELXV(OPTIONAL) DESVAR, 1, A1, 1.0, 0.1, 100.0 DESVAR, 2, A2, 2.0, 0.1, 100.0 DESVAR, 3, A3, 1.0, 0.1, 100.0 $ $...IMPOSE X3=X1 (LEADS TO A3=A1) $ $DLINK, ID, DDVID, CO, CMULT, IDV1, C1, IDV2, C2, + $+, IDV3, C3, ... DLINK, 1, 3, 0.0, 1.0, 1 1.00 $ $...DEFINITION OF DESIGN VARIABLE TO ANALYSIS MODEL PARAMETER RELATIONS $ $DVPREL1,ID, TYPE, PID, FID, PMIN, PMAX, CO, , + $+, DVID1, COEF1, DVID2, COEF2, ... DVPREL1, 10, PROD, 11, 4, , , , , +DP1 +DP1, 1, 1.0 DVPREL1, 20, PROD, 12, 4, , , , , +DP2 +DP2, 2, 1.0 DVPREL1, 30, PROD, 13, 4, , , , , +DP3 +DP3, 3, 1.0 $ $...STRUCTURAL RESPONSE INDENTIFICATION $ $DRESP1 ID LABEL RTYPE PTYPE REGION ATTA ATTB ATT1 + $+ ATT2 ... DRESP1 100 W WEIGHT DRESP1 210 MODE1 EIGN 1 $ $...CONSTRAINTS $ $DCONSTR,DCID, RID, LALLOW, UALLOW DCONSTR, 200, 210, 8.883E7, 9.485E7 $ $...OPTIMIZATION CONTROL $ DOPTPRM, DESMAX, 30 $ ENDDATA


Слайд 18 Результаты решения Примера №15
0

Результаты решения Примера №150

SUBCASE 1 *************************************************************** S U M M A R Y O F D E S I G N C Y C L E H I S T O R Y ***************************************************************
(HARD CONVERGENCE ACHIEVED)
(SOFT CONVERGENCE ACHIEVED)
NUMBER OF FINITE ELEMENT ANALYSES COMPLETED 13 NUMBER OF OPTIMIZATIONS W.R.T. APPROXIMATE MODELS 12
OBJECTIVE AND MAXIMUM CONSTRAINT HISTORY --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- OBJECTIVE FROM OBJECTIVE FROM FRACTIONAL ERROR MAXIMUM VALUE CYCLE APPROXIMATE EXACT OF OF NUMBER OPTIMIZATION ANALYSIS APPROXIMATION CONSTRAINT ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
INITIAL 4.828427E+00 1.922634E-01
1 4.624039E+00 4.623868E+00 3.712506E-05 -3.992662E-03
2 3.699272E+00 3.699094E+00 4.795320E-05 -3.992493E-03
3 2.958851E+00 2.959000E+00 -5.019763E-05 -4.089320E-03
4 2.366940E+00 2.367200E+00 -1.099836E-04 -4.089320E-03
5 1.892237E+00 1.892110E+00 6.722458E-05 -4.995593E-03
6 1.514333E+00 1.514324E+00 5.982807E-06 -4.559115E-03
7 1.210749E+00 1.210854E+00 -8.624274E-05 -5.078925E-03
8 9.690658E-01 9.690483E-01 1.808348E-05 -4.686642E-03
9 7.753531E-01 7.752386E-01 1.476971E-04 -4.686642E-03
10 6.202133E-01 6.201910E-01 3.604010E-05 -4.686726E-03
11 5.758922E-01 5.758651E-01 4.699106E-05 -3.288561E-04
12 5.758651E-01 5.758651E-01 0.000000E+00 -3.288561E-04 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Слайд 19 1 SYMMETRIC THREE BAR TRUSS DESIGN OPTIMIZATION

1 SYMMETRIC THREE BAR TRUSS DESIGN OPTIMIZATION - VARIATION OF D200

- VARIATION OF D200 APRIL 22,

1998 MSC.Nastran 4/20/98 PAGE 47 GOAL IS TO MIN WT WHILE KEEPING THE 1ST MODE BETWEEN 1500-1550 0 SUBCASE 1 DESIGN VARIABLE HISTORY ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- INTERNAL | EXTERNAL | | DV. ID. | DV. ID. | LABEL | INITIAL : 1 : 2 : 3 : 4 : 5 : ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 | 1 | A1 | 1.0000E+00 : 8.0000E-01 : 6.4000E-01 : 5.1190E-01 : 4.0952E-01 : 3.2703E-01 : 2 | 2 | A2 | 2.0000E+00 : 2.3611E+00 : 1.8889E+00 : 1.5111E+00 : 1.2089E+00 : 9.6712E-01 : 3 | 3 | A3 | 1.0000E+00 : 8.0000E-01 : 6.4000E-01 : 5.1190E-01 : 4.0952E-01 : 3.2703E-01 :
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- INTERNAL | EXTERNAL | | DV. ID. | DV. ID. | LABEL | 6 : 7 : 8 : 9 : 10 : 11 : ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 | 1 | A1 | 2.6185E-01 : 2.0927E-01 : 1.6754E-01 : 1.3403E-01 : 1.0723E-01 : 1.0000E-01 : 2 | 2 | A2 | 7.7369E-01 : 6.1895E-01 : 4.9516E-01 : 3.9613E-01 : 3.1690E-01 : 2.9302E-01 : 3 | 3 | A3 | 2.6185E-01 : 2.0927E-01 : 1.6754E-01 : 1.3403E-01 : 1.0723E-01 : 1.0000E-01 :
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- INTERNAL | EXTERNAL | | DV. ID. | DV. ID. | LABEL | 12 : 13 : 14 : 15 : 16 : 17 : ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 | 1 | A1 | 1.0000E-01 : 2 | 2 | A2 | 2.9302E-01 : 3 | 3 | A3 | 1.0000E-01 : *** USER INFORMATION MESSAGE 6464 (DOM12E) RUN TERMINATED DUE TO HARD CONVERGENCE TO AN OPTIMUM AT CYCLE NUMBER = 12.


Результаты решения Примера №15


Слайд 20 Результаты решения Примера №15

Результаты решения Примера №15

Слайд 21 Результаты решения Примера №15

Результаты решения Примера №15

Слайд 22 Результаты решения Примера №15

Результаты решения Примера №15

Слайд 23 Прямое задание широко- используемых функций

Прямое задание широко используемых

Прямое задание широко- используемых функцийПрямое задание широко используемых функций (например, SUM,

функций (например, SUM, RSS, AVG и т.п.) с помощью

оператора DRESP1 для анализа переходного процесса и частотного отклика.

Пример:

DRESP1,100,RSSCAL,FRDISP,,,3,RSS,100

Оператор DRESP1 вычисляет квадратный корень из суммы перемещений узла №100 вдоль оси Z на всех частотах вынуждающей силы.

Слайд 24 Пример оптимизации с использованием частотного отклика
В модели автомобиля

Пример оптимизации с использованием частотного откликаВ модели автомобиля левое переднее колесо

левое переднее колесо не сбалансировано (несбалансированная масса равна 0,3

на радиусе 10 дюймов). Интерес представляет диапазон 0,5-50 Гц. Величина вибраций колеса не должна превышать 0,5 дюйма. Величина перемещений сиденья водителя – не более 0,25 дюйма в диапазоне 0,5-25 Гц. Необходимо минимизировать величину “корня квадратного из суммы квадратов амплитуд” перемещения сиденья водителя в диапазоне 0,5-25 Гц. Использовать модальный метод анализа.

Слайд 25 Операторы оптимизации

Переменные проектирования:
Параметры жесткости и демпфирования в модели

Операторы оптимизацииПеременные проектирования:Параметры жесткости и демпфирования в модели автомобиляЦель:Минимизация величины “корня

автомобиля
Цель:
Минимизация величины “корня квадратного из суммы квадратов амплитуд” перемещения

сиденья водителя в диапазоне 0,5-25 Гц
Необходимо выполнение следующих требований:
Максимальные вертикальные перемещения колеса д.б. не более 0,5 дюйма
Максимальные вертикальные перемещения сиденья водителя д.б. не более 0,25 дюйма

Слайд 26 Задание динамических нагрузок








Используем оператор DAREA для задания амплитуд

Задание динамических нагрузокИспользуем оператор DAREA для задания амплитуд Fx и Fy

Fx и Fy (mr)
Используем операторы RLOAD1 для задания каждой

нагрузки
Используем оператор DPHASE для задания фазовых зависимостей
Используем оператор TABLED4 для задания зависимости нагрузки от частоты (w2)
Используем оператор DLOAD для комбинирования нагрузок (RLOAD1’ов)

Направление вращения

F = mr

w

2

q

=

w

t

F

x

= F cos(

w

t)

F

y

= F sin(

w

t)

q


Слайд 27 Оператор TABLED4 для этого примера



Назначим X1 = 0.

Оператор TABLED4 для этого примераНазначим X1 = 0. X2 = 1.

X2 = 1. X3 = 0. X4 = 1000.

(более чем достаточно для интересующего диапазона частот)
Поскольку X измеряется в Гц, то для получения его значения в рад/с необходимо учесть множитель 2p
Возбуждающая сила равна mrw2 - введем mr с помощью оператора DAREA, надо, однако, еще w2
Предполагаем получить w2 с помощью оператора TABLED4, что достигается назначением A1=0.0 and A2=(2p)2

Слайд 28 Чувствительность динамического отклика
MSC.Nastran обеспечивает вычисление чувствительности динамического отклика

Чувствительность динамического откликаMSC.Nastran обеспечивает вычисление чувствительности динамического отклика на изменения переменных

на изменения переменных проектирования dri/dxj
Знание этих величин позволяет находить

наиболее перспективные направления улучшения конструкции.
Вывод коэффициентов чувствительности инициируется DSAPRT в Case Control Section
Возможные типы анализа:
Анализ частотного отклика прямым методом
Анализ частотного отклика модальным методом
Анализ переходного процесса модальным методом

Слайд 29 Описание “конструкторской” модели

Определение связей свойств расчетной модели с

Описание “конструкторской” моделиОпределение связей свойств расчетной модели с переменными проектирования (DVPREL1,

переменными проектирования (DVPREL1, DVPREL2).
Задание откликов, которые будут использоваться при

оптимизации (DRESP1, DRESP2).
Задание границ изменения откликов и, при необходимости, параметров проверки соблюдения ограничений (DCONSTR, DSCREEN).
Назначение расчетных значений частоты и шага по времени в Case Control Section (OFREQ или OTIME).

Слайд 30 Входной файл для оптимизационной модели
Executive и Case Control

Входной файл для оптимизационной моделиExecutive и Case Control SectionSOL 200 CEND

Section
SOL 200 CEND TITLE = Sample dynamic analysis model set 999 =

358,471 DISP(phase) = 999 SUBCASE 1 ANALYSIS = MFREQ DESSUB = 100 $ constraints DESOBJ(min) = 300 $ design objective - minimize driver’s response DLOAD = 1 METHOD = 1 FREQ = 1
Bulk Data Section
BEGIN BULK . . include ’car.blk’ include ’springs.blk’ include ’optim1.blk’ . . ENDDATA


Слайд 31 Фрагмент файла CAR.BLK
Задание динамического нагружения

EIGRL,1,-1.0,100. DLOAD,1,1.,1.,11,1.,12 RLOAD1,11,20,,,,111 RLOAD1,12,30,,,40,111 DPHASE 40

Фрагмент файла CAR.BLKЗадание динамического нагруженияEIGRL,1,-1.0,100. DLOAD,1,1.,1.,11,1.,12 RLOAD1,11,20,,,,111 RLOAD1,12,30,,,40,111 DPHASE 40

358 2 90. DAREA

20 358 1 3. DAREA 30 358 2 3. TABLED4,111,0.,1.,0.,1000. ,0.,0.,39.478,ENDT $ $ PLUS THE REST OF THE MODEL DESCRIPTION $


Слайд 32 Фрагмент файла SPRINGS.BLK
Задание упругих элементов (пружин)
CROD 1002

Фрагмент файла SPRINGS.BLKЗадание упругих элементов (пружин)CROD 1002 1002 402  1402

1002 402 1402 CROD

1012 1001 825 1825 CROD 1022 1001 358 1358 CROD 1032 1002 869 1869 $ PROD 1001 1000 1000. PROD 1002 1000 800. $ select material so that value of PROD $ is spring stiffness, $ therefore, E = l = 10. MAT1 1000 10.
Задание демпферов (амортизаторов)
$ $ add dampers for shock absorbers $ $ front cvisc 2011 2001 825 1825 cvisc 2021 2001 358 1358 $ back cvisc 2001 2002 402 1402 cvisc 2031 2002 869 1869 $ damper properties pvisc 2001 10. 0. pvisc 2002 5. 0. $


Слайд 33 Фрагмент файла OPTIM.BLK
Задание переменных проектирования
desvar,1,frntdamp,1.,.1,10. desvar,2,reardamp,1.,.2,20. desvar,3,frntstif,1.,.4,2. desvar,4,rearstif,1.,.5,2.5
Задание связей свойств с

Фрагмент файла OPTIM.BLKЗадание переменных проектированияdesvar,1,frntdamp,1.,.1,10. desvar,2,reardamp,1.,.2,20. desvar,3,frntstif,1.,.4,2. desvar,4,rearstif,1.,.5,2.5Задание связей свойств с

переменными проектирования
$ $ relation between properties and variables $ dvprel1,101,pvisc,2001,3,1.,,,,+dv101 +dv101,1,10. dvprel1,102,pvisc,2002,3,1.,,,,+dv102 +dv102,2,5. dvprel1,103,prod,1001,4,4.,,,,+dv103 +dv103,3,10. dvprel1,104,prod,1002,4,4.,,,,+dv104 +dv104,4,8. $
Задание ограничений
$ require

that maximum tire displacement be .5 inches $ dconstr,101,200,-.5,.5 $ $ require that maximum driver displacement be .25 inches $ dconstr,102,201,-.25,.25
$ combine constraints into set 100 $ dconadd,100,101,102

Слайд 34 Фрагмент файла OPTIM.BLK
Задание откликов, используемых при оптимизации
$ select

Фрагмент файла OPTIM.BLKЗадание откликов, используемых при оптимизации$ select displacement Y at

displacement Y at driver seat and mount point as $

response quantities $ $ mount point $ dresp1,200,disp,frdisp,,,2,,358 $ $ define driver’s seat disp as a response $ dresp1,201,driver,frdisp,,,2,,471


Задание целевой функции - величины “корня квадратного из суммы квадратов амплитуд” перемещения сиденья водителя в диапазоне 0,5-25 Гц
dresp1,300,srss,frdisp,,,2,RSS,471

Слайд 35 Пример №16
Оптимизация с использованием частотного отклика

Пример №16Оптимизация с использованием частотного отклика

Слайд 36 Решение для Упражнения 16
$ $ input file to

Решение для Упражнения 16$ $ input file to optimize (minimize) the

optimize (minimize) the response of a car to a

$ rotating imbalance - V68 - June, 1994 $ use modal approach - up to 100 hz $ SOL 200 diag 8 CEND TITLE = Sample dynamic analysis model SUBTITLE = Rotating force due to tire out of balance LABEL = perform optimization to minimize driver response set 999 = 358,471 DISP(phase) = 999 SUBCASE 1 ANALYSIS = MFREQ DESSUB = 100 $ constraints DESOBJ(min) = 300 $ design objective - minimize driver response DLOAD = 1 METHOD = 1 FREQ = 1 BEGIN BULK eigrl,1,0.,100. doptprm,desmax,25 include ’car.blk’ include ’springs.blk’ include ’optim1.blk’ param,post,0 $

$ $ DATA RELATED TO FREQUENCY RESPONSE $ DLOAD 1 1. 1. 11 1. 12 RLOAD1 11 20 111 RLOAD1 12 30 40 111 DPHASE 40 358 2 90. DAREA 20 358 1 3. DAREA 30 358 2 3. TABLED4 111 0. 1. 0. 100. 0. 39.478 ENDT FREQ1 1 .5 .5 100 $ ENDDATA


Слайд 37 Решение для Упражнения 16
$ $ springs.blk $ CONM2

Решение для Упражнения 16$ $  springs.blk $ CONM2 3001 1402

3001 1402 1.E8 CONM2

3002 1825 1.E8 CONM2 3003 1358 1.E8 CONM2 3004 1869 1.E8 $ GRID 1402 159.870 11.0000 -14.3750 13456 GRID 1358 20.6116 11.0000 -15.1000 13456 GRID 1825 20.6116 11.0000 -54.9000 13456 GRID 1869 159.870 11.0000 -55.6250 13456 $ CELAS2 1001 10000. 402 1 1402 1 CROD 1002 1002 402 1402 CELAS2 1003 10000. 402 3 1402 3 CELAS2 1011 10000. 825 1 1825 1 CROD 1012 1001 825 1825 CELAS2 1013 10000. 825 3 1825 3 CELAS2 1021 10000. 358 1 1358 1 CROD 1022 1001 358 1358 CELAS2 1023 10000. 358 3 1358 3 CELAS2 1031 10000. 869 1 1869 1 CROD 1032 1002 869 1869 CELAS2 1033 10000. 869 3 1869 3 $ $ properties for springs $ PROD 1001 1000 1000. PROD 1002 1000 800. $ select material so that value of PROD is spring stiffness, $ therefore, E = l = 10. MAT1 1000 10.

$ $ add dampers for shock absorbers $ front cvisc 2011 2001 825 1825 cvisc 2021 2001 358 1358 $ back cvisc 2001 2002 402 1402 cvisc 2031 2002 869 1869 $ damper properties pvisc 2001 10. 0. pvisc 2002 5. 0. $ $ end of springs.blk $


Слайд 38 Решение для Упражнения 16
$ $ file -

Решение для Упражнения 16$ $ file -  car.blk $ $

car.blk $ $ MODEL COURTESY LAPCAD ENGINEERING $

CHULA VISTA, CALIFORNIA $ GRID 1 79.0000 56.0000-2.00000 GRID 2 157.000 40.1000-1.30000 . . CQUAD4 29 2 22 19 12 21 0.00E+0 0.00E+0 CQUAD4 30 2 21 20 11 22 0.00E+0 0.00E+0 . . PSHELL 1 1 0.025 1 PSHELL 2 1 0.200 1 . . MAT1 11.000E+73.759E+63.300E-12.600E-41.370E-57.000E+1.3 $ $ end of car.blk $


Слайд 39 Решение для Упражнения 16
$
$ beginning of optim1.blk
$
$

Решение для Упражнения 16$$ beginning of optim1.blk$$ data for design sensitivity

data for design sensitivity
$
$ define design variables
$
desvar,1,frntdamp,1.,.1,10.
desvar,2,reardamp,1.,.2,20.
desvar,3,frntstif,1.,.4,2.
desvar,4,rearstif,1.,.5,2.5
$
$ relation

between properties and variables
$
dvprel1,101,pvisc,2001,3,1.,,,,+dv101
+dv101,1,10.
dvprel1,102,pvisc,2002,3,1.,,,,+dv102
+dv102,2,5.
dvprel1,103,prod,1001,4,4.,,,,+dv103
+dv103,3,10.
dvprel1,104,prod,1002,4,4.,,,,+dv104
+dv104,4,8.
$

$
$ select displacement Y at tire and driver seat as
$ response quantities
$
$ maximum tire displacement be < +/-0.5 inches
$
dconstr,101,200,-.5,.5
dresp1,200,disp,frdisp,,,2,,358
$
$ define driver's seat disp as a response
$
$
$ require that maximum driver displacement be < +/- 0.25 inches
$ between .5 and 25 hz
$
dconstr,102,201,-.25,.25,0.5,25.0
dresp1,201,driver,frdisp,,,2,,471
$
$ combine constraints into set 100
$
dconadd,100,101,102
$
$ define objective = minimize srss of response
$
dresp1,300,rss,frdisp,,,2,rss,471
$
$ end of optimization input
$
$ end of optim1.blk
$


Слайд 40 Решение для Упражнения 16

Решение для Упражнения 16



Слайд 41 Решение для Упражнения 16

Решение для Упражнения 16

Слайд 42 Результаты решения задачи оптимизации

Решение получено за 11 шагов.
Результаты

Результаты решения задачи оптимизацииРешение получено за 11 шагов.Результаты решения:

решения:


Слайд 43 История целевой функции

История целевой функции

Слайд 44 История переменных проектирования

История переменных проектирования

Слайд 45 Перемещение колеса
До оптимизации
После оптимизации

Перемещение колесаДо оптимизацииПосле оптимизации

Слайд 46 Перемещение сиденья водителя
До оптимизации
После оптимизации

Перемещение сиденья водителяДо оптимизацииПосле оптимизации

Слайд 47 Заключение

С минимальными усилиями конструкция модифицируется с целью удовлетворения

ЗаключениеС минимальными усилиями конструкция модифицируется с целью удовлетворения заданным требованиям и

заданным требованиям и минимизации указанного динамического параметра.
SOL 200 –

ценный инструмент динамического анализа.

  • Имя файла: optimizatsiya-konstruktsiy-s-uchetom-dinamiki-v-msc.pptx
  • Количество просмотров: 139
  • Количество скачиваний: 0
- Предыдущая Рисунки с точками
Следующая - Фирма Job