MULTIBODY DYNAMICA: FLEXIBILITEIT

Gebruik van eindige-elementenmodellen voor het simuleren van flexibele systeemdynamica

Voor het garanderen van de structurele integriteit van veel hedendaagse mechanische systemen, machines en mechanismen is het van belang de interne spanningen en vervormingen van kritische onderdelen nauwkeurig te voorspellen met behulp van simulatiemodellen. In de cursus Multibody Dynamica: Flexibiliteit wordt besproken welke methodes geschikt zijn voor het bepalen van spanningen en vervormingen van componenten die willekeurig grote bewegingen ondergaan.

Mechanische analyses van constructies waarvan de vervormingen klein blijven, kunnen uitstekend worden uitgevoerd met lineaire eindige-elementenmodellen. Echter, voor bewegingen in het groot zijn lineaire modellen niet toereikend. Binnen het vakgebied Flexible Multibody Dynamics biedt de zogenaamde Floating Frame Formulation een mogelijkheid om lineaire eindige-elementenmodellen van individuele componenten te combineren in een dynamische analyse van het volledige systeem. Op deze manier kunnen onnodig inefficiënte niet-lineaire eindige-elementenmodellen worden voorkomen.

Een succesvolle implementatie van de Floating Frame Formulation stelt men in staat om interne spanningen en vervormingen van componenten te bepalen gedurende de beweging. Een voordeel hiervan is dat willekeurige aannamen over de randvoorwaarden en quasi-statische belastingen niet nodig zijn. Daarnaast biedt deze methode ook veel mogelijkheden voor het implementeren van verdere reductietechnieken om de rekentijd verder te beperken.

Resultaat van de cursus

De cursus bestaat uit 2 dagen waarop theoretische aspecten zullen worden behandeld. Daarnaast gaan deelnemers zelf aan de slag met het opzetten van flexibele multibody dynamica simulaties. Hiervoor kan gebruik worden gemaakt van Matlab (wanneer je zelf een licentie hebt) en/of Python (open source).

Dag 1: Kinematica & modelreductie

• Het opstellen van een kinematisch model van een systeem dat bestaat uit verschillende flexibele lichamen in termen van gegeneraliseerde coördinaten.
• Het reduceren van eindige-elementenmodellen naar de relevante vrijheidsgraden om koppeling met het multibody model mogelijk te maken.

Dag 2: Kinetica & modelkoppeling

• Het opstellen van een dynamisch model van een systeem dat bestaat uit verschillende flexibele  lichamen met behulp van massa- en stijfheidseigenschappen van individuele componenten.
• Het doen van numerieke simulatie van het dynamisch systeemgedrag waarbij de bewegingsvergelijkingen van het systeem worden opgelost en de reactiekrachten worden bepaald.

Bedoeld voor

De cursus Multibody Dynamica: Flexibiliteit is bedoeld voor mechanici die actief zijn in de machinedynamica, enige ervaring hebben met multibody dynamica van starre systemen en meer willen weten over de manier waarop flexibele lichamen kunnen worden meegenomen in de systeemdynamica. Als je geen praktische ervaring hebt met, of nog niet bekend bent met de theoretische achtergrond van multibody dynamica, wordt geadviseerd om eerst de cursus Introductie Multibody Dynamica te volgen.

Voor het toepassen van Flexible multibody dynamics gebruik je numerieke simulaties en kun je nummeriek programmeren, bijvoorbeeld in de open source software Python. Wil je Python gaan gebruiken of meer mogelijkheden van Python ontdekken? Bekijk dan onze cursus Python voor ingenieurs of Python voor ingenieurs: de verdieping.

Foto: Von Mises stress tijdens beweging door Jurjen Blaauw

N.b. de cursus vindt plaats op twee dagen in het voorjaar van 2022. Kijk hier op de website van PAOTM voor updates rondom de exacte data.