Раздел 3.1 Аэроупругость. Обзор.

Сентябрь 1, 2022

Главная
Информатика
Раздел 3.1 Аэроупругость. Обзор.

Содержание

2. Связь структурной и аэродинамической моделей Структурная и аэродинамическая модели независимы до связи их сплайнами, которые используются
3. Связь структурной и аэродинамической моделей Используются два уравнения перехода: {u}k = [GdkG]{u}g {F}g = [GpGk]{F}K где
4. Поверхностные слайны Поверхностные сплайны применяются для связи массива четырехугольных панелей со структурными узлами. Для описания поверхностных
5. Свойства поверхностных сплайнов Сплайн бесконечная пластина Классический метод построения моделей, применяемый в MSC.Nastran Aeroelasticity Используются уравнения
6. Свойства поверхностных сплайнов Конечный плоский сплайн В методе конечных пластин используется интерполяция для четырехугольных пластин Избегайте
7. Линейный сплайн Линейные сплайны используются, когда конструкция является жесткой в одном из направлений Уравенения для линейныех
8. Рекомендации по созданию сплайнов Сложные сплайны Каждый аэродинамический узел может определяться только одним сплайном Структурные узлы
9. Рекомендации по созданию сплайнов Форсирование сплайна через каждую точку может привести к чрезмерно ограниченным состояниям. "Springs"
11. Скачать презентацию

Слайд 2

Связь структурной и аэродинамической моделей
Структурная и аэродинамическая модели независимы до связи

их сплайнами, которые используются для создания интерполяционной матрицы
Матрица используется для определения перемещений в аэродинамической модели в зависимости от перемещений упругой (структурной) модели.
Существует 5 видов сплайнов:
Infinite plate spline – сплайн бесконечная плостина
Thin plate spline - сплайн тонкая пластина
Finite plate spline – сплайн конечная пластина
Linear (beam) splines - линейный (балка) сплайн
Explicit constraint relation – выражение явного защемления
В аэроупругости MSC.Nastran используются степени свободы структурной модели

}

поверхностные сплайны

Сплайн балка

сплайны от точки к точке

Слайд 3

Связь структурной и аэродинамической моделей
Используются два уравнения перехода:
{u}k =

[GdkG]{u}g
{F}g = [GpGk]{F}K
где k = обозначает множество аэродинамических точек
g = множество структурных точек
GkG = сплайн-матрица для преобразования перемещений структурной модели в перемещения аэродинамической модели
GGk = сплайн-матрица для преобразования аэродинамических нагрузок в силы, действующие на конструкцию
F = вектор сил
u = вектор перемещений
Принцип возможных перемещений
GpGk = GdkGT
Это уравнение может быть использовано, но не всегда успешно

Слайд 4

Поверхностные слайны
Поверхностные сплайны применяются для связи массива четырехугольных панелей со структурными

узлами.
Для описания поверхностных сплайнов используют уравнения из теории пластин
Дано: Поперечная деформация дискретного множества точек (структурных узлов)
Имеет место: Функция сглаживания деформаций для всех точек, основанная на уравнениях из теории пластин
Получаем: Деформации второго дискретного множества (аэродинамических узлов)

Аэродинамическая пластина и узловые точки

Структурная модель и узловые точки

Слайд 5

Свойства поверхностных сплайнов
Сплайн бесконечная пластина
Классический метод построения моделей, применяемый в

MSC.Nastran Aeroelasticity
Используются уравнения для двухмерных бесконечных пластин
Аналитические выводы представлены в разделе 2.4 MSC.Nastran Aeroelastic Analysis User’s Guide
Сплайн тонкая пластина
Является расширенным слайном бесконечной пластины и позволяет провести более точные расчеты для узлов не лежащих в одной плоскости.
Предназначен для аэродинамических систем более высокого порядка
Если структурные узлы компланарные то преобразуется в сплайн бесконечной пластины
Исследование этого вопроса содержится в разделе 4.4 MSC.Nastran V70.5 Release Guide

Слайд 6

Свойства поверхностных сплайнов
Конечный плоский сплайн
В методе конечных пластин используется интерполяция

для четырехугольных пластин
Избегайте эффекта «картофельных чипсов» на границе конструкций, который требует экстраполяцию из аэродинамических пластин.
Обсуждение этого вопроса содержится в разделе 4.2 MSC.Nastran V70.7 Release Guide
Сравнение линейных экстраполяций
Линейная экстраполяция

Слайд 7

Линейный сплайн
Линейные сплайны используются, когда конструкция является жесткой в одном из

направлений
Уравенения для линейныех сплайнов получены из уравнений бесконечных балок
Балки могут изгибаться относительно оси х и закручиваться относительно оси у
Дано: поперечные деформации, углы наклонов и кручение множества дискретных точек на сплайне (стуктурные узлы присоединяются к жестким плечам)
Имеет место: поперечные деформации и кручение всех точек на сплайне
Получаем: деформации и углы наклона вдоль линии тока для аэродинамических узлов

Линейный сплайн

k-множество g-множество

Жесткое плечо

Слайд 8

Рекомендации по созданию сплайнов
Сложные сплайны
Каждый аэродинамический узел может определяться только одним

сплайном
Структурные узлы могут определяться несколькими сплайнами
Аэродинамические узлы, не связанные со сплайнами, передающими перемещения, не будут перемещаться (аналогично: силы, действующие на аэродинамическую модель не будут передаваться на конструкцию, если нет сплайнов, передающих перемещения).
Степени свободы структурной модели указываются в карте SET1 или карте SET2
Ось сплайна для пластин определяется в карте SPLINE2 в Bulk Data. Для тел: ось сплайна совпадает с осью х тела.
Связи сплайна происходят в системе осей сплайна (связи на виртуальной структуре)
DTOR определяет отношение жесткости на кручение к жесткости на изгиб
Обычно пинимается DTOR = 1.0
При больших значениях DTOR преобладают крутильные деформации
Важно что бы DZ, DTHX, DTHY > 0
По умолчанию DTOR равен 1.0

Слайд 9

Рекомендации по созданию сплайнов
Форсирование сплайна через каждую точку может привести к

чрезмерно ограниченным состояниям.
"Springs" может заменить вынужденные перемещения и выровнять сплайны.
DZ контролирует поперечные перемещения
= 0 Неупругие. Сплайн использует известные перемещения.
> 0 Упругость пропорциональна заданной для известной точки DZ.
DTHX и DTHY контролирует вращение вокруг X и Y
= 0 Неупругие (по умолчанию)
> 0 Упругость пропорциональна DTHX(Y)
= -1 Сплайн не присоединен к связанной степени свободы
USAGE позволяет разделить множество узлов, выбранных с опциями FORCE и DISP; некоторые узлы могут быть неспособны обеспечивать нагружение.
SPLINE4 и SPLINE5 – альтернативные объекты для описания линейного и поверхностного сплайнов, которые обеспечивают поддержку основных аэродинамических параметров.

Раздел 3.1 Аэроупругость. Обзор.

Содержание

Связь структурной и аэродинамической моделейСтруктурная и аэродинамическая модели независимы до связи

Связь структурной и аэродинамической моделей Используются два уравнения перехода: {u}k =

Поверхностные слайныПоверхностные сплайны применяются для связи массива четырехугольных панелей со структурными

Свойства поверхностных сплайнов Сплайн бесконечная пластинаКлассический метод построения моделей, применяемый в

Свойства поверхностных сплайнов Конечный плоский сплайнВ методе конечных пластин используется интерполяция

Линейный сплайнЛинейные сплайны используются, когда конструкция является жесткой в одном из

Рекомендации по созданию сплайновСложные сплайныКаждый аэродинамический узел может определяться только одним

Рекомендации по созданию сплайновФорсирование сплайна через каждую точку может привести к

Похожие презентации