NAS102 Декабрь 2001, Стр. 19-1 MSC Moscow MSC Moscow Раздел 19 Оптимизация конструкций с учетом динамики. - презентация

1 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Раздел 19 Оптимизация конструкций с учетом динамики

2 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Раздел 19. Оптимизация конструкций с учетом динамики ЧТО ТАКОЕ ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИЙ?………..………………………………………………..……… ОСОБЕННОСТИ ОПТИМИЗАЦИИ С ПОМОЩЬЮ MSC.Nastran………………………………………...……… ПРЕИМУЩЕСТВА ОПТИМИЗАЦИИ КОНСТРУКЦИЙ С ПОМОЩЬЮ MSC.Nastran……………….……… ВОЗМОЖНОСТИ ОПТИМИЗАЦИИ С ПОМОЩЬЮ MSC.Nastran ……………………………………………… ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ……………………………………………………………….………… ОПТИМИЗАЦИИ КОНСТРУКЦИЙ В MSC.Nastran ……………..………………………………………………… ОБЫЧНО ИСПОЛЬЗУКМЫЕ ОПЕРАТИРЫ BULK DATA…….………………………………………….……… ПРИМЕР 15 – ОПТИМИЗАЦИЯ С УЧЕТОМ СОБСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ….………………..………… ОПЕРАТОРЫ ОПТИМИЗАЦИИ...……………………………………………………………………...………… ВХОДНОЙ ФАЙЛ ДЛЯ ПРИМЕРА 15..…………………………………………………………….………… РЕЗУЛЬТАТЫ РЕШЕНИЯ ПРИМЕРА 15…..…….……………………………………...…………………… ПРЯМОЕ ЗАДАНИЕ ШИРОКОИСПОЛЬЗУЕМЫХ ФУНКЦИЙ…………………………………………………… ПРИМЕР ОПТИМИЗАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЧАСТОТНОГО ОТКЛИКА.………………………….… ОПЕРАТОРЫ ОПТИМИЗАЦИИ…...………………………………………………………………………..…… ЗАДАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК………...………………………………………………………...…… ОПЕРАТОР TABLED4 ДЛЯ ЭТОГО ПРИМЕРА……………………………………………………...………… ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ДИНАМИЧЕСКОГО ОТКЛИКА..……………………………………………..……… ОПИСАНИЕ КОНСТРУКТОРСКОЙ МОДЕЛИ….……………………………………………………………… ВХОДНОЙ ФАЙЛ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИОННОЙ МОДЕЛИ…………………………………………………...…… ФРАГМЕНТ ФАЙЛА CAR.BLK……………………………………………………………………………………… ФРАГМЕНТ ФАЙЛА SPRINGS.BLK…………….……………………………………………………………...…… ФРАГМЕНТ ФАЙЛА OPTIM.BLK……………………………………………………………………………...……

3 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Оптимизация конструкций с учетом динамики (продолж.) ПРИМЕР 16 – ОПТИМИЗАЦИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЧАСТОТНОГО ОТКЛИКА…………………… РЕШЕНИЕ ДЛЯ УПРАЖНЕНИЯ 16…..…………………………………………………………………………….. 19 – 36 РЕЗУЛЬТАТЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ.…………………………………………………..…… ИСТОРИЯ ЦЕЛЕВОЙ ФУНКЦИИ………………………………………………………………………………… ИСТОРИЯ ПЕРЕМЕННЫХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ.…….……………………………………………………… ПЕРЕМЕЩЕНИЕ КОЛЕСА ….…………………………………………………………………………………… ПЕРЕМЕЩЕНИЕ СИДЕНЬЯ ВОДИТЕЛЯ …………..………………………………………………………… ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………….………………………………………………………

4 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Что такое Оптимизация конструкций? Автоматическое изменение параметров расчетной модели для достижения поставленной цели при обеспечении выполнения конструктивных ограничений. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ äУлучшение конструкции объекта (оптимизация) äПолучение физически реализуемой конструкции из нереализуемой äПодбор параметров модели для получения требуемого отклика äИдентификация параметров системы äАнализ корреляции расчетной модели и опытных данных (см. Раздел 20) äДругие (в зависимости от выдумки конструктора)

5 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Особенности оптимизации с помощью MSC.Nastran q Простота исследования возможности создания конструкции äПонятие конструкторской модели q Гибкость в представлении конструкторской модели äЗадаваемые пользователем уравнения, интерпретирующие требования к конструкции q Эффективное решение задач любой размерности äКоличество выполняемых КЭ расчетов как мера эффективности

6 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Преимущества оптимизации конструкций с помощью MSC.Nastran q Высокая эффективность решения от малых до больших задач q Надежная сходимость решения q Гибкий интерфейс пользователя (в т.ч. возможность задания пользователем основных уравнений) q Полное использование аппроксимационного подхода q Постоянное улучшение алгоритмов q Результаты базируются на доказанной надежности MSC.Nastran q Высокий уровень поддержки как части MSC.Nastran q Доступ к знакомым инструментам анализа MSC.Nastran

7 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Возможности оптимизации с помощью MSC.Nastran qMulti-Disciplinary Optimization Оптимизация с учетом статического отклика Оптимизация с учетом устойчивости Оптимизация с учетом динамических эффектов äПрямой анализ частотного отклика äМодальный анализ частотного отклика äМодальный анализ переходного процесса äАкустический анализ q Оптимизация с использованием суперэлементов äГраницы суперэлементов прозрачны для конструкторской модели. q Оптимизация с учетом аэроупругости äСтатическая аэроупругость äФлаттер

8 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Возможности оптимизации с помощью MSC.Nastran q Оптимизация формы Четыре метода генерации базовых векторов äРучная вариация положения узлов äПрямой ввод формы äГеометрический граничные формы äАналитические граничные формы

9 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Постановка задачи оптимизации q Переменные проектирования q Цель: Минимизация F(X) q При соблюдении: äОграничения типа меньше или равно: äОграничения типа равно: äДвухсторонние ограничения:

10 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Оптимизация конструкций в MSC.Nastran q Оператор ANALYSIS в Case Control Section позволяет задать тип анализа, используемого при оптимизации, для каждого из расчетных случаев (subcaseов). qС 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

11 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Оптимизация конструкций в MSC.Nastran q Пример оптимизации с учетом двух статических расчетов (subcase 1 и subcase 2), расчета частотного отклика модальным методом (subcase 3) и анализа переходного процесса (subcase 4).

12 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Обычно используемые операторы Bulk Data DESVAR- Определяет переменную проектирования. DVPREL1- 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 subcaseа 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.

13 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Пример 15 Оптимизация с учетом собственных колебаний

14 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Пример 15. Оптимизация с учетом собственных колебаний Минимизировать вес трехстержневой конструкции. Первая частота собственных колебаний д.б. в диапазоне Гц. Конструкция должна быть симметричной.

15 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Операторы оптимизации q Переменные проектирования äПлощади поперечных сечений элементов ROD (A1, A2, A3) q Цель äМинимизация веса стержней. q Необходимо выполнение следующих требований: äПервая частота собственных колебаний д.б. в диапазоне Гц. äA1 = A3 – условие симметрии конструкции.

16 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Входной файл 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 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 $ 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, ,, 2, SPC, 100, 3, ,, 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

17 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Входной файл для Примера 15 $ $ $ DESIGN MODEL $ $ $...DESIGN VARIABLE DEFINITION $ $DESVAR,ID, LABEL, XINIT, XLB, XUB, DELXV(OPTIONAL) DESVAR, 1, A1, 1.0, 0.1, DESVAR, 2, A2, 2.0, 0.1, DESVAR, 3, A3, 1.0, 0.1, $ $...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, $ $...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

18 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Результаты решения Примера 15 0 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 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E

19 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow 1 SYMMETRIC THREE BAR TRUSS DESIGN OPTIMIZATION - VARIATION OF D200 APRIL 22, 1998 MSC.Nastran 4/20/98 PAGE 47 GOAL IS TO MIN WT WHILE KEEPING THE 1ST MODE BETWEEN SUBCASE 1 DESIGN VARIABLE HISTORY INTERNAL | EXTERNAL | | DV. ID. | DV. ID. | LABEL | INITIAL : 1 : 2 : 3 : 4 : 5 : | 1 | A1 | E+00 : E-01 : E-01 : E-01 : E-01 : E-01 : 2 | 2 | A2 | E+00 : E+00 : E+00 : E+00 : E+00 : E-01 : 3 | 3 | A3 | E+00 : E-01 : E-01 : E-01 : E-01 : E-01 : INTERNAL | EXTERNAL | | DV. ID. | DV. ID. | LABEL | 6 : 7 : 8 : 9 : 10 : 11 : | 1 | A1 | E-01 : E-01 : E-01 : E-01 : E-01 : E-01 : 2 | 2 | A2 | E-01 : E-01 : E-01 : E-01 : E-01 : E-01 : 3 | 3 | A3 | E-01 : E-01 : E-01 : E-01 : E-01 : E-01 : INTERNAL | EXTERNAL | | DV. ID. | DV. ID. | LABEL | 12 : 13 : 14 : 15 : 16 : 17 : | 1 | A1 | E-01 : 2 | 2 | A2 | E-01 : 3 | 3 | A3 | E-01 : *** USER INFORMATION MESSAGE 6464 (DOM12E) RUN TERMINATED DUE TO HARD CONVERGENCE TO AN OPTIMUM AT CYCLE NUMBER = 12. Результаты решения Примера 15

20 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Результаты решения Примера 15

21 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Результаты решения Примера 15

22 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Результаты решения Примера 15

23 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Прямое задание широко- используемых функций q Прямое задание широко используемых функций (например, SUM, RSS, AVG и т.п.) с помощью оператора DRESP1 для анализа переходного процесса и частотного отклика. q Пример: äDRESP1,100,RSSCAL,FRDISP,,,3,RSS,100 äОператор DRESP1 вычисляет квадратный корень из суммы перемещений узла 100 вдоль оси Z на всех частотах вынуждающей силы.

24 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Пример оптимизации с использованием частотного отклика В модели автомобиля 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.

25 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Операторы оптимизации q Переменные проектирования: äПараметры жесткости и демпфирования в модели автомобиля q Цель: äМинимизация величины корня квадратного из суммы квадратов амплитуд перемещения сиденья водителя в диапазоне 0,5-25 Гц q Необходимо выполнение следующих требований: äМаксимальные вертикальные перемещения колеса д.б. не более 0,5 дюйма äМаксимальные вертикальные перемещения сиденья водителя д.б. не более 0,25 дюйма

26 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Задание динамических нагрузок q Используем оператор DAREA для задания амплитуд F x и F y (mr) q Используем операторы RLOAD1 для задания каждой нагрузки q Используем оператор DPHASE для задания фазовых зависимостей Используем оператор TABLED4 для задания зависимости нагрузки от частоты ( 2 ) q Используем оператор DLOAD для комбинирования нагрузок (RLOAD1 ов) Направление вращения F = mr 2 = t F x = F cos( t) F y = F sin( t)

27 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Оператор TABLED4 для этого примера q Назначим X1 = 0. X2 = 1. X3 = 0. X4 = (более чем достаточно для интересующего диапазона частот) Поскольку X измеряется в Гц, то для получения его значения в рад/с необходимо учесть множитель 2 Возбуждающая сила равна mr 2 - введем mr с помощью оператора DAREA, надо, однако, еще 2 Предполагаем получить 2 с помощью оператора TABLED4, что достигается назначением A1=0.0 and A2=(2 ) 2

28 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Чувствительность динамического отклика MSC.Nastran обеспечивает вычисление чувствительности динамического отклика на изменения переменных проектирования r i / x j q Знание этих величин позволяет находить наиболее перспективные направления улучшения конструкции. q Вывод коэффициентов чувствительности инициируется DSAPRT в Case Control Section q Возможные типы анализа: äАнализ частотного отклика прямым методом äАнализ частотного отклика модальным методом äАнализ переходного процесса модальным методом

29 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Описание конструкторской модели q Определение связей свойств расчетной модели с переменными проектирования (DVPREL1, DVPREL2). q Задание откликов, которые будут использоваться при оптимизации (DRESP1, DRESP2). q Задание границ изменения откликов и, при необходимости, параметров проверки соблюдения ограничений (DCONSTR, DSCREEN). q Назначение расчетных значений частоты и шага по времени в Case Control Section (OFREQ или OTIME).

30 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Входной файл для оптимизационной модели Executive и Case Control 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 drivers response DLOAD = 1 METHOD = 1 FREQ = 1 Bulk Data Section BEGIN BULK.. include car.blk include springs.blk include optim1.blk.. ENDDATA

31 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow 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 DAREA DAREA TABLED4,111,0.,1.,0.,1000.,0.,0.,39.478,ENDT $ $ PLUS THE REST OF THE MODEL DESCRIPTION $

32 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Фрагмент файла SPRINGS.BLK Задание упругих элементов (пружин) CROD CROD CROD CROD $ PROD PROD $ select material so that value of PROD $ is spring stiffness, $ therefore, E = l = 10. MAT Задание демпферов (амортизаторов) $ $ add dampers for shock absorbers $ $ front cvisc cvisc $ back cvisc cvisc $ damper properties pvisc pvisc $

33 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow 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 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

34 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Фрагмент файла OPTIM.BLK Задание откликов, используемых при оптимизации $ select displacement Y at driver seat and mount point as $ response quantities $ $ mount point $ dresp1,200,disp,frdisp,,,2,,358 $ $ define drivers 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

35 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Пример 16 Оптимизация с использованием частотного отклика

36 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Решение для Упражнения 16 $ $ input file to 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 RLOAD RLOAD DPHASE DAREA DAREA TABLED ENDT FREQ $ ENDDATA

37 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Решение для Упражнения 16 $ $ springs.blk $ CONM E8 CONM E8 CONM E8 CONM E8 $ GRID GRID GRID GRID $ CELAS CROD CELAS CELAS CROD CELAS CELAS CROD CELAS CELAS CROD CELAS $ $ properties for springs $ PROD PROD $ select material so that value of PROD is spring stiffness, $ therefore, E = l = 10. MAT $ $ add dampers for shock absorbers $ front cvisc cvisc $ back cvisc cvisc $ damper properties pvisc pvisc $ $ end of springs.blk $

38 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Решение для Упражнения 16 $ $ file - car.blk $ $ MODEL COURTESY LAPCAD ENGINEERING $ CHULA VISTA, CALIFORNIA $ GRID GRID CQUAD E E+0 CQUAD E E+0.. PSHELL PSHELL MAT E E E E E E+1.3 $ $ end of car.blk $

39 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Решение для Упражнения 16 $ $ beginning of optim1. blk $ $ 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 < +/ 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 $

40 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Решение для Упражнения 16

41 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Решение для Упражнения 16

42 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Результаты решения задачи оптимизации q Решение получено за 11 шагов. q Результаты решения:

43 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow История целевой функции

44 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow История переменных проектирования

45 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Перемещение колеса До оптимизации После оптимизации

46 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Перемещение сиденья водителя До оптимизации После оптимизации

47 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow Заключение qС минимальными усилиями конструкция модифицируется с целью удовлетворения заданным требованиям и минимизации указанного динамического параметра. qSOL 200 – ценный инструмент динамического анализа.

48 NAS102 Декабрь 2001, Стр MSC Moscow MSC Moscow