Logowanie do System sprawozdań KDM

Wykorzystanie metody superelementowania do modelowania dynamiki obrabiarek

Kierownik projektu: Paweł Dunaj

Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Szczecin

Streszczenie projektu

Przedstawiony temat projektu jest równocześnie tematem roboczym realizowanej przez wnioskodawcę pracy doktorskiej w dziedzinie: budowa i eksploatacja maszyn, na Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego, pod kierunkiem dr hab. inż. Marcina Chodźko.

W ramach pracy planuje się opracowanie metody modelowania dynamiki obrabiarek z wykorzystaniem modeli o zredukowanej liczbie stopni swobody, zbudowanych z użyciem metody elementów skończonych. Planuje się przeprowadzenie wspomnianej redukcji z wykorzystaniem m.in. metody Guyana (polegającej na zastąpieniu pełnego zbioru stopni swobody elementu, zbiorem zredukowanym poprzez usunięcie stopni swobody mniej istotnych z punktu widzenia modelowania dynamiki elementu) oraz metod syntezy modalnej (m.in. Craiga-Bamptona). Metody te opierają się na zastępowaniu modeli złożonych struktur mechanicznych szeregiem komponentów, z uwzględnieniem charakteru połączeń, występujących pomiędzy tymi komponentami.

W założeniach opracowana metoda powinna umożliwić predykcję właściwości dynamicznych struktur mechanicznych o bardzo wysokim stopniu skomplikowania (jakimi są obrabiarki), bez ponoszenia znaczących nakładów obliczeniowych, związanych z rozwiązywaniem zagadnień liczonych w setkach tysięcy stopni swobody.

Pierwszym etapem pracy będzie sprawdzenie zgodności charakterystyk dynamicznych modeli przed i po dokonaniu redukcji liczby stopni swobody. Obecnie prace takie są prowadzone z użyciem oprogramowania Midas NFX oraz Nei Nastran. Niestety brak opisu zaimplementowanych w oprogramowaniu metod redukcji oraz syntezy modalnej nie pozwala na efektywne wykorzystanie dostępnych pakietów obliczeniowych. Ponieważ metody redukcji i superelementowania są dobrze rozwinięte w systemie MSC Nastran, dlatego też zwracam się o udostępnienie tego oprogramowania.

W następnym etapie planuje się syntezę otrzymanych modeli zredukowanych poprzez połączenia sprężyste modelujące zespoły prowadnicowe.

Ostatnim etapem będą badania doświadczalne pozwalające na weryfikację zarówno modeli MES przy modelowaniu pełnym jak i modeli zredukowanych, zsyntezowanych w wyniku połączenia superelementów. Zakład Układów Mechatronicznych, w którym realizowana jest praca doktorska posiada aparaturę badawczą oraz oprogramowanie niezbędne do przeprowadzenia identyfikacji rzeczywistego obiektu. Należy zaznaczyć, iż część badań doświadczalnych została już wykonana, zbudowane są także modele MES, korpusów oraz zespołów prowadnicowych, na których planuje się przeprowadzenie redukcji.

Centrum Informatyczne Trójmiejskiej Akademickiej Sieci Komputerowej
ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk   |   tel. 58-347-24-11
email: office@task.gda.pl   |   NIP: 584-020-35-93