2021/7/18

Inventor Nastran 集中質量的應用

質量與力量的作用在一般的結構靜力分析上效果差異不大,

在絕大多數情況下,可以將元件的質量乘以重力加速度後換算成作用力,

設定上拿掉元件,將作用力放在元件結合面上替代結構重量的負載,

這樣做的好處是可以減少元件幾何,

降低網格與元素數量減少計算上的負擔。

左邊手臂使用集中質量
右邊手臂使用力負載
兩者結果相似

但是質量代表的是慣性作用,

在模態或動態分析上,使用力負載取代質量的做法就不可行,如下圖示:

Mode 1. 14.77Hz,左邊手臂集中質量效應

Mode 2. 33.96Hz,右邊手臂力負載效應

Mode 3. 34.60 中間手臂無負載狀況

集中質量的效應明顯帶來較低Mode頻率值,符合模態基本公式中質量m增加降低模態頻率的效應:



Inventor Nastran 中提供了一個"集中質量",Concentrated Mass功能,

可以用來替代元件的質量慣性作用,

可減少元件的幾何,同時不影響質量的慣性作用。


Inventor Nastran的"集中質量"是用以取代不存在的元件,也就是不存在的幾何,

應用上必須先建立"連接器"跟"工作點",

以用來設定質量的位置(工作點)與作用幾何(元素)的連結。

點選功能表中的連接器或瀏覽器列中的連接器滑鼠右鍵新增連接器,

會跳出連接器設定對話視窗,如下圖示:

步驟 1. 將類型改為剛體(Rigid),

步驟 2. 從屬圖元選擇質量作用的幾何面或邊緣或點。

步驟 3. 獨立頂點選擇元件的質心位置(要先在模型中建立工作點)

如下圖示:



在已完成剛體連接器設定後,建立集中質量就相對簡單,

從瀏覽器列中的物理屬性下找到"集中質量",以滑鼠右鍵點選新增,

點選剛體連接器中的工作點,設定作用質量數數值即可,如下圖示:


在模擬上,集中質量可以用來取代一些不是模擬計算目標元件的質量重力效應,

可以減少網格與元素數量加快模擬計算速度,並減少幾何問題造成的網格分割失敗與計算收斂上的影響。


沒有留言:

張貼留言