تحلیل یک مدل کامل مهندسی که شامل اجزای انعطاف پذیر (flexible) است را در نظر بگیرید!

اگر همان قطعه به صورت صلب (solid) باشد، در نتایج تحلیل چه تفاوتی خواهد داشت؟

با چند درصد خطا؟

در نرم افزار تحلیل مهندسی آدامز با یک مثال کاربردی به این موضوع خواهیم پرداخت

مدل بال هواپیما در نرم افزار Adams

مدلی که قصد داریم در این مقاله مورد بررسی قرار بدیم، یک بال هواپیما به صورت انعطاف پذیر است. یک تابع نیرویی که از نظر آیرودینامیکی از دقت بالایی برخودار باشد روی بال اعمال می کنیم.

به همراه مدل انعطاف پذیر بال هواپیما، اجزای دیگر مربوط به بال هواپیما نیز در نرم افزار ادمز مدلسازی شده است. تا انواع تحلیل های دینامیکی و حرکتی را بتوان با مدل دقیق و کامل انجام داد.

حال به سوالی برسیم که در ابتدای این مقاله مطرح شد!

اگر بجای یک عضو انعطاف پذیر در مدل، از یک عضو صلب با همان مشخصات هندسی استفاده کنیم چه تغییراتی حاصل می شود؟

برای رسیدن به این سوال در نرم افزار تحلیل دینامیکی آدامز، روی قطعه ی بال هواپیما کلیک راست میکنیم و گزینه ی Make Rigid را می زنیم. با این کار عضو مش بندی شده تبدیل به یک قطعه ی صلب می شود.

تفاوت در تعداد درجات آزادی

در دو تصویر زیر اولین اختلاف مهم بین این دو مدل مشاهده می شود. در تصویر اول تعداد درجات آزادی مدل 80 می باشد. و هیچ معادله قیدی اضافی وجود ندارد. که تعداد زیاد این درجات آزادی بخاطر انعطاف پذیر بودن عضوی است که در مدل بال هواپیما وجود دارد. چرا که در اجزای انعطاف پذیر، قطعه به المان های زیادی تقسیم بندی می شود تا خاصیت انعطاف پذیری در تحلیل ها لحاظ شود.

اما در تصویر دوم که عضو انعطاف پذیر به یک جسم صلب تبدیل شده، تعداد درجات آزادی صفر است. و همچنین دو معادله قیدی اضافی در قسمت اطلاعات مدل نوشته شده است.

(این اطلاعات کامل مدل ها را می توانید با کلیک روی گزینه ی information در گوشه ی پایین سمت راست نرم افزار مشاهده فرمایید)

نکته مهمی که وجود دارد این است که گاهی اوقات معادلات قیدی اضافی هنگام شبیه سازی مشکل بوجود می آورد. و شبیه سازی با error مواجه می شود.

پس یک نتیجه گیری مهم!:

اگر هنگام تحلیل هاتون در نرم افزار Adams با چنین مشکلی مواجه شدید که تعداد بالای معادلات قیدی باعث شود شبیه سازی انجام نشود، کافیست یکی از قطعات مربوط به مدل را انعطاف پذیر نمایید!!! تا تعداد درجات آزادی مدل افزایش یابد و معادلات قیدی اضافی حذف شوند.

تفاوت در نتایج تحلیل

حال در نتایج تحلیل چند درصد خطا وجود دارد؟

اگر یکبار تحلیل با عضو انعطاف پذیر انجام شود و یکبار با عضو صلب!

برای این مثال یعنی مدل بال هواپیما تابع نیرویی مطابق زیر در دو نقطه از بال به صورت عمودی وارد می کنیم. این تابع نیرویی از لحاظ آیرودینامیکی با دقت خوبی مدل شده. و نزدیک به شرایط واقعی می باشد.

شبیه سازی و تحلیل را یکبار روی مدلی انجام می دهیم که بال هواپیما به صورت انعطاف پذیر یا flexible است، و یکبار هم با فرض اینکه بال هواپیما یک عضو صلب یا solid باشد.

چنانچه به محیط postprocessor نرم افزار آدامز رفته و نتایج این دو تحلیل را روی نمودار ها بررسی کنیم، متوجه درصد اختلاف بسیار زیادی در انواع نمودارها خواهیم شد. در تصویر زیر مقدار نیروی وارد بر یکی از مفصل های مدل در دو تحلیل مختلف نشان داده شده است.