samcef - purebinnen samcef bestaat een commando uit een punt gevolgd door een drie-letter-code. na...

SAMCEF

Citation for published version (APA):Thijssen, E. J. R. W. (1993). SAMCEF: beknopte handleiding van de multibody module Mecano 5.0. (DCTrapporten; Vol. 1993.152). Eindhoven: Technische Universiteit Eindhoven.

Document status and date:Gepubliceerd: 01/01/1993

Document Version:Uitgevers PDF, ook bekend als Version of Record

Please check the document version of this publication:

• A submitted manuscript is the version of the article upon submission and before peer-review. There can beimportant differences between the submitted version and the official published version of record. Peopleinterested in the research are advised to contact the author for the final version of the publication, or visit theDOI to the publisher's website.• The final author version and the galley proof are versions of the publication after peer review.• The final published version features the final layout of the paper including the volume, issue and pagenumbers.Link to publication

General rightsCopyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright ownersand it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights.

• Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. • You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain • You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal.

If the publication is distributed under the terms of Article 25fa of the Dutch Copyright Act, indicated by the “Taverne” license above, pleasefollow below link for the End User Agreement:www.tue.nl/taverne

Take down policyIf you believe that this document breaches copyright please contact us at:[email protected] details and we will investigate your claim.

Download date: 22. Apr. 2020

https://research.tue.nl/nl/publications/samcef(4a6f217c-1f4e-4fae-bdf8-c4d55e466cdd).html

SAMCEF beknopte handleiding

van de multibody module MECAN8 5.0

E. J.R.W. Thijssen

WFW-raport 93.152

SAMCEF beknopte handleiding

van de multibody module

5.0

E.J.R.W. Thijssen

Eindhoven mei 1993

Technische Universiteit Eindhoven faculteit: Werktuigbouwkunde

vakgroep: WFW

Inhoud

l.Inleiding ..................................................... 2

2 . Qpbouw van een Mecano analyse ................................... 3

3 . Mecano commando's ............................................ 4

4 . Opbouw van de invoerfile ......................................... 5

5 . Uitvoeren van een analyse ......................................... 7 5.1. De pré-processor Bacon .................................... 7 5.2. De rekenmodule Mecano ................................... 8 5.3. De post-processors ....................................... 8

6 . Voorbeelden ................................................. 15 6.1. De dubbelslinger ........................................ 15 6.2. De "cantilever beam" ..................................... 20 6.3. Het baicard mechanisme e a o o o o e e o o o o o e e a a e a a a a e 23 6.4. Het "squeezer" mechanisme ................................ 26 6.5. De roterende schijf ...................................... 29 6.6. De rollende schijf ....................................... 32

7 . Software instellingen ........................................... 36

8 . Geraadpleegde literatuur ......................................... 37

MECANO 5.0 - 1 - TUE WFW

1. Inleiding

Het doel van deze handleiding is om de beginnende gebruiker van Mecano snel op weg te helpen, zodat hij/zij na enige oefening zelfstandig met het programma kan werken. Er zal kort worden uitgelegd hoe een eenvoudig probleem kan worden ingevoerd, berekend en hoe de resultaten kunnen worden bekeken. Deze handleiding is niet bedoeld als vervanging voor de originele handleiding, maar als ondersteuning. Sommige commando's komen daarom niet of nauwelijks ter sprake en andere worden weer wat uitgebreider behandeld. Verder is het nuttig om te vermelden dat deze handleiding is geschreven voor de versie 5.0 vm het programma. In deze handleiding worden verder geen theoretische achtergronden over het pakket behandeld, hiervoor wordt verwezen naar Cardona [i] en Thijssen [lo]. Het pakket Samcef is oorspronkelijk afkomstig van de universiteit van Luik. daarom zijn de commando's die worden gebruikt allemaal afgeleid van Franse termen.

Mecano is één module van het eindige elementen pakket Samcef. Dit pakket heeft in totaal 19 verschillende modules die ieder hun eigen toepassingsgebied hebben. Er zijn bijvoorbeeld mechanische, thermische en vloeistokstrornings analyses msgelij k. En verder kunnen er statische, dynamische, lineaire en niet-lineaire berekeningen worden uitgevoerd. Verder zijn er veel verschillende soorten elementen beschikbaar. De module Mecam h ~ d t zich bezig met het analyseren van "mecha~sche systemen", 004 wel "multibody systemen" genoemd. Het programma beschikt over een groot aantal standaard elementen, die met behulp van enkele eenvoudige commando's ter beschikking van de gebruiker komen. Ook is er een "userelement" beschikbaar waarbinnen de gebruiker een eigen element kan definieren. Mecano heeft de mogelijkheid om een incrementele statische, kinematische en een dynamische analyse uit te voeren, een invers dynamische analyse is alleen indirect mogelijk in de dynamische analyse. Verder is het mogelijk om op ieder gewenst tijdstip een modale analyse uit te voeren.

MECANO 5.0 - 2 -

2. Opbouw van een Mecano analyse

Voor het analyseren van een multibody systeem met behulp van Mecano zijn er drie modules van Samcef nodig, namelijk

Bacon --> pré- en post-processing Mecano --> rekenmodule Qostfac --> pot-processing

De invoerfile voor Bacon als pré-processor is de BANK-file, deze file heeft default de naam b~nque.dat. Deze file kan worden ingelezen in de pré-processor Bacon waarna deze zelf &ie citvoerfiles aznm22A:

*-ba.dut --> uitvoerfile met systeemgegevens *.Sdb --> uitvoerfile met elementgegevens *.SPY --> file met alle uitgevoerde commando’s in Bacon

De * staat voor een willekeurige lettercode die de gebruiker zelf aan het probleem toekent en die de naam van het probleem is. De file * b a h t vormt de invoerfile voor de rekenmodule Mecano. De uitvoer van de Mecariomodule zijn de volgende files:

--> RESultaten-file, in de vorm van eem listhg --> opslag en analyse file

Na een analyse met behulp van de Mecano module wordt automatisch de Fac module aangeroepen. Deze I X K ~ U ! ~ zet de resultaten clie ~ Q Q K Mecans zijn geleverd !ar de Y Q ~ van de file *-m.u18 om in een file die door de post-processors kan worden gelezen. De files die de Fac module levert zijn de volgende twee files:

* - m.res * m.ui8

*.fac *.des

--> FAC-file, bezit de resultaten voor post-processing in Bacon --> DEScriptive-file, beschrijft de inhoud van de FAC-file

Van al deze files kan alleen de RESultaten-file door de gebruiker worden bekeken. Hierin wordt het gehele probleem nogmaals weergegeven en worden voor iedere tijdstap enkele grootheden weergegeven die kenmerkend zijn voor het oplosproces. Verder wordt er een aantal, door de gebruiker zelf te bepalen, resultaten in deze file opgeslagen. Ook als er een foutmelding of een waarschuwing door het programma wordt gegeven, worden die in deze file weergegeven. Verder worden er door Samcef tijdens de runs van de verschillende modules nog een groot aantal hulpfiles aangemaakt die weer worden verwijderd als de run correct wordt beëindigd. Wordt de run om een bepaalde reden afgebroken, dan worden deze files natuurlijk niet verwijderd. Na de analyse kunnen met behulp van Bacon of Qostfac de resultaten worden bekeken.

MECANO 5.0 - 3 - TUEWFW

3. Mecano commando’s

Binnen Samcef bestaat een commando uit een punt gevolgd door een drie-letter-code. Na deze drie-letter-code volgen verschillende variabelen die achter het commando worden gedefinieerd. Bij het geven van deze commando’s maakt Samcef geen onderscheid tussen kleine en hoofdletters. De Commando’s die nodig zijn cam een model binnen Mecano op te bouwen volgen Mema. Achter het commando staat wat het commando definieert en uit welke module het commando afkomstig is. Dat wil zeggen, als het commando uit de Bacon module afkomstig is, dm k m het ook V O Q ~ andere E Q ~ U ~ S dm Mecmo worden zebrnikt. Is het uit de Mecano module afkomstig, dan is het een specifiek Mecano commando.

.TIT (Bacon)

.SAM (Bacon)

.NOE (Bacon) ; node coördinaten

.MCE (Mecano) ; elementen

.INE (Bacon) ; punt massatraagheden

.LIA (Bacon) ; constraints tussen vrijheidsgraden

.GEL (Bacon) ; algemene fysische grootheden

.MCC (Mecano) ; geometrische en Qsische grootheden

.FIX (Bacon) ; randvoorwaarden

; titel van het probleem ; algemene controle parameters

.OR (BaCQn) ; mesh VQlgShde Qpt!mét!!Sennig

De commando’s die de analyse controleren volgen hierna. Deze commando’s zijn allemaal afkomstig uit de Mecano module.

.T?T ; titel voor de analyse

.DGE ; algemene data (integer waarden)

.DGR ; algemene data (real waarden)

.CAT ; tijdstapintervallen

.SOL ; tijdvariatie van de excitatie

.SOD ; aanbrengen van de excitatie op het systeem

.DEI ; initiële posities

.VI1 ; initiële snelheden SID ; printen van de node resultaten .SIE ; printen van de element resultaten .SAD ; opslaan van de node resultaten .SAE ; opslaan van de element resultaten .FCï ; functie defintie

Alleen de commando’s die in dit hoofdstuk zijn genoemd, zijn te gebruiken bij het definiëren van een bepaald multibody probleem binnen Mecano. De commando’s worden hier niet verder besproken, omdat de uitleg in de Bacon en de Mecano handleiding duidelijk is [8] [9].

MECANO 5.0 - 4 - TUE \NFw

4. Opbouw van de invoeflile

De invoerfile bestaat uit een reeks van commando’s die door de Bacon module worden herkend als zijnde pré-processing commando’s (zie vorige hoofdstuk). In paragraaf 6.1 is een voorbeeld van zo’n invoerfile te zien. Deze invoerfile geeft een idee over hoe een invoerfile voor de module Mecano er uit kan zien. Om het één en ander nog wat te verduidelijken worden sommige commando’s van die invoerfile extra toegelicht. Als eerste commando in de invoerfile staat er .INIT. Dit is eigenlijk geen commando, maar duidt op de naam van een blok. Dat blok begint bij .INIT en eindigt bij EXIT. Als de pr6-prcwssor wcxdt opgesta?, d3n wordt er defzdt het blok .INIT ingelezen, mits het bestaat. Binnen dit blok kunnen een aantal commando’s worden gegeven die de initialisatiedata voor het programma zijn, bijvoorbeeld scherminstellingen of afkortingen. Daarna komt er een blok dat begint bij .EX1 en eindigt bij EXIT. De naam van een blok mag door de gebruiker worden gekozen, mits de naam wordt voorafgegaan door een punt en hij uit niet meer dan vier karakters bestaat. Het blok .EX1 bevat alle data die nodig zijn om het probleem te definieren en om een analyse mogelijk te maken. De gebruiker mag zelf een willekeurig blok definiëren en kan daarbinnen een reeks commando’s uitvoeren. Bij de node definitie met behulp van .NOE komt de parameter Q voor. Dit is een repetitieparameter. Als de parameter Q wordt gebruikt, dan worden alle voorafgaande regels binnen dat commando (hiermee wordt in dit geval het commando .NOE bedoeld) een Q aantal keren herhaald eo met de wamden die op de regel van Q staan opgehoogd (zie het voorbeeld hieronder). Er bestaan ook nog twee andere repetitieparameters, namelijk A en R. Wordt A in combinatie met Q gebruikt, dan worden de laatste A regels Q keer herhaalt. De parameter R herhaald alleen de laatst ingegeven regel R keer. Deze repetitieparameters kunnen niet bij ieder commando worden gebruikt. Als het gebruik bij een bepaald commando geoorloofd is, dan wordt dat in de Mecanohandleiding duidelijk vermeld.

Voorbeeld:

Bacon wmmunab NOE r i x i 0

1 2 x 2 0 1 2 x i 0 Q I

NOE I 1 X I 0 1 2 x 2 0 1 2 X I 0 Q 2 A l

NOE r i x i 0 I l X 5 R 2

I l X 3 R l

Efiectief gegenereerde nodes Noeuds 1 X lO. YO. Z O .

2 x 2 0 . YO. zo. 3 x 20. Y o. z o. 4 X30. YO. Z O .

Noeuds 1 X 10. YO. Z O. 2 x 2 0 . YO. zo. 4 X30. YO. Z O . 6 X40. YO. Z O .

Noeuds 1 XlO. YO. Z O. 2 X15. YO. Z O . 3 x 2 0 . YO. zo. 4 X23. YO. Z O .

MECANO 5.0 - 5 -

Bij het definieren van de elementen is de parameter GROUP te zien. Bij gebruik van deze parameter hoeven de fysische data die voor verschillende elementen hetzelfde zijn maar één keer te worden gedefinieerd. Deze data worden onder het .MCC commando gedefinieerd, zoals verderop in de invoerfile is te zien. Verder nog een opmerking over de commando's .SID, .SIE, .SAD en .SAE. (In de invoerfile in paragraaf 6.1 is er alleen gebruik gemaakt van het commando .SAD.) Deze cornmando's worden gebruikt om aan te geven welke data uit de analyse bewaard moeten worden. Er wordt daarbij verschil gemaakt tussen "storage of results" en "printing of results". De gegevens die in aanmerking komen voor "storage of results" worden in de file * » r ~ . u l 8 qgeslagen en zijn Y Q Q ~ de gebruiker a k e n via post-processing bereikbaar. Ze w(;rden opgegeven door de commando's .SAD en .SAE. De gegevens die in aanmerking komen voor "printing of results" worden in de file *-me.res opgeslagen en zijn dus voor de gebruiker direct bereikbaar. Deze gegevens worden opgegeven door de commando's .SIE en .SID. De opbouw van een bepaald systeem uit de verschillende commando's die hiervoor al zijn vernoemd, wordt hier niet verder behandeld. Aan de hand van de uitleg in de Mecanohandleiding en de verschillende voorbeelden van testproblemen en invoerfiles in hoofdstuk 6, wordt er vanuit gegaan dat de gebruiker vertrouwd kan raken met het programma, zodat hij zijn eigen invoerfiles kan creëren. Commentaar kan in een invoerfile worden weergegeven achter een I'!''. Alles wat na een I'!'' ~p deze!€& regel staat ~ d t als mmmentaar beschouwd,


5. Uitvoeren van een analyse

Door het intikken van het commando

wordt het programma opgestart. Er wordt dan een lijst modules getoond waaruit gekozen kan worden. Daarna kan worden ingegeven welke module gebruikt moet worden. In het geval van deze handleiding wordt er -----ba, me of po---- ingegeven, voor respectievelijk Bacon, Mecano of Postfac.

-----samcef-----------

D22rra vraagt Samcef om een naam vvor het probleem. Default is dit -----test--------------- Daarna komt Samcef met de vraag: "Use or keep intermediate files?". Deze vraag is voor een Mecano run niet van toepassing en daarom wordt de default waarde

aangehouden. Samcef vraagt dan hoe het programha moet worden opgestart.

-----n------------------

1 - Interactive run --> communicerend met de gebruiker 2 - Background run --> opstarten op de achtergroná (als batch job) 3 - Delayed submit --> opstarten op een bepaald tijdstip

99 - No run --> stoppen met Samcef Ihás laatste wordt er gevraagd wat de nam van de invoerfile is. Default 3s dat

Nu is Samcef opgestart en verloopt het programma afhankelijk van de module die is opgestart. Deze opstartprocedure kan ook als één commando worden ingegeven. Bijvoorbeeld: het opstarten van de module 'Bacon' met de probleemnaam 'test' de optie 'n' en een 'interactieve run'. Dit kan als volgt in één commando worden opgenomen: -----samcef ba test n 1----- Als na een Bacon pré-processor run direct de Mecano module opgestart moet worden, dan kan dat als volgt: -----samcef ba,me test n 1-----

__-__ banque-dat ____-_-

5.1. De pré-processor Bacon

De pré-processor kan worden opgestart als een interactieve run en als een background run. Maar als er wordt gekozen voor een background run dan heeft de gebruiker helemaal geen controle meer over het verloop van het pré-processen. Het is daarom verstandig om voor een interactieve run te kiezen. Bij het opstarten wordt het blok .INIT direkt ingelezen. De overige blokken kunnen worden ingelezen met behulp van het commando INPUT (zonder punt). Dus bijvoorbeeld:

Nu wordt, in het geval van de invoerfile uit paragraaf 6.1, de complete dataset ingelezen in de pré-processor. Het ingelezen systeem kan worden bekeken door het volgende commando in te geven

----INPUT.EXl------

_____.DES _____-___

MECANO 5.0, - 7 - TUEWFW

De complete dataset wordt opgeslagen in de file *-badut als het volgende commando wordt gegeven

De module BACON wordt beëindigd met het commando

De pré-processor Bacon heeft dan de files *-badut, * . s a en *.spy aangemaakt, waarvan de eerste de invoerfik voor de rekenmodule Mecano is.

_____.FIN _____-________

-----.STOP------------

De rekenmodule Mecano kan interactief of batch worden opgestart. Als de module interactief wordt opgestart, dan komen er aan het eind van de analyse een hele reeks gegevens over het scherm. Die gegevens worden veroorzaakt door het creëren van de FAC-file en zijn verder niet van belang. Daarna wordt de module aan het eind van het rekenproces automatisch afgebroken. Nu is het probleem al geanalyseerd en kan er worden overgegaan op het post-processen.

5.3. De post-processors

Zoals al vermeld zijn er twee post-processors beschikbaar, te weten Bacon en Postfac. De post-processor Bacon wordt gebruikt voor grafische post-processing van de resultaten die uit de analyse van het systeem zijn voortgekomen. De resultaten kunnen slechts worden bekeken. De post-processor Postfac is er voor bedoeld om op de resultaten enkele rekenkundige operaties toe te passen. Zo kunnen ook resultaten uit verschillende analyses worden gecombineerd. Daarna wordt er een ANCIEN FAC file aangemaakt, die dan weer door de post-processor Bacon kan worden gelezen. Het gebruik van de module Postfac vergt echter enige ervaring met het programma. Daarom zal er in deze handleiding niet verder worden ingegaan op het gebruik van deze module.

De post-processor Bacon kan worden gebruikt om de resultaten in grafielworm weer te geven, maar ook om een visualisatie van het multibody systeem te geven. Omdat het voor de beginnende gebruiker moeilijk is om wegwijs te raken in alle commando’s die voor het post-processen gebruikt kunnen worden, zijn de belangrijkste commando’s nader toegelicht. De commando’s die in bacon kunnen worden gebruikt bij het post-processen zijn de volgende:

ABRE ; aanmaken van een afkorting ASSIGN ; toekennen van een nieuw unitnummer aan een nieuwe file .DES ; visualisatie van het multibody systeem .DOC ; inlezen van de resultaten in Bacon .DRAFT ; direct op het scherm tekenen DEFINE ; definiëren van een functietoets EDIT ; editenvan een datafile (eigenlijk pré-processen) EVALUE ; uitvoeren van een wiskundige berekening .GRA ; bekijken van plotjes die zijn opgeslagen in een grapkicsfile

MECANO 5.0 - 8 - TUE-

GRAP HELP ; help faciliteit INPUT .MENU MODE ; besturings modes PALETTE ; definitie van de kleurenpalets RETURN ; stoppen met heb lezen van een BANK-file .STOP ; stoppen met Bacon SYSTEM ; tijdelijke toegang naar het operating system TITRE ; invoeren van titels en commentaar op het grafische scherm .VIF ; resultaten in grafiekvorm .WAIT ; geeft een pause gedurende het lezen van een BANK-file

; veranderen van de grafische instellingen

; inlezen van een blok uit de BANK-file ; opstarten van het menu

De eerste stap in post-processen met Bacon is het inlezen van alle resultaten die in de FAC-file zijn opgeslagen. Daarvoor moet het commando .DOC FAC worden gebruikt. De gegevens met betrekking tot de elementen zijn daarin nog niet aanwezig. Deze gegevens zijn bij het pré-processen opgeslagen in een file *.SU%. De gegevens uit deze file worden ingelezen door middel van het cornmando .DOC DB. De belangrijkste commando’s die bij het post-processen worden gebruikt zijn: .DES, GRAP en .WF. De belangrijkste opties die met deze commando’s kunnen worden meegegeven, W Q ~ ~ ~ I I hierna per commando behandeld. Na het ingeven van een commando met één of meerdere opties kan het gevolg van dat commando op het scherm worden bekeken door middel van het commando VISUALISE (ofwel VI). De opties worden op dezelfde regel ingegeven als het commando. Voor een commando dat begint met een punt geldt dat het commando actief blijft totdat er een nieuw commando met een punt wordt ingegeven. Als een commando eenmaal actief is, dan kan er worden volstaan met het ingeven van alleen de optie. Voor de opties geldt dat deze niet telkens voluit hoeven worden ingegeven. Het ingeven van de eerste drie letters van de optie is meestal voldoende. Als er na een bepaalde optie een - staat, dan wil dat zeggen dat er op die plaats een willekeurige waarde kan worden ingevuld (na de optie natuurlijk eerst een spatie geven). Wordt die waarde niet ingevuld, dan wordt er bij sommige opties een default waarde aangenomen. De plaatjes en grafieken die op het scherm komen te staan kunnen ook op papier worden afgedrukt. Dit gaat als volgt:

- Alvorens een plaatje in de grafische file *.gru wordt gezet moet deze file worden

- Alles wat dan in het grafische window wordt geplot komt ook in de file terecht. - Deze file wordt weer gesloten met het commando GRAP FG O. - Buiten samcef wordt dan het conversieprogramma samplotter gebruikt om de

geopend met het commando GRAP FG.

grafische file om te zetten naar een printercode, bijvoorbeeld postscript.

MECAPJO 5.0 - 9 -

Het commando GRAP: Veranderen van de grafische instellingen.

trx- try- trz- Translatie van het systeem in de richtingen ox, oy, oz, waarbij het window op zijn plaats blijft. Dus het systeem verschuift ten opzichte van het window.

Rotatie van het systeem om de assen ox, oy, oa, waarbij het window OP zijn plaats blijft.

rox- roy- roz-

sx- sy- sz-

structure Schaling van het systeem in de richtingen ox, oy, oz.

De voorgaande opties translaties, rotaties en schaling worden uitgevoerd in het assenstelsel van het systeem.

De voorgaande opties translaties, rotaties en schaling worden uitgevoerd in het assenstelsel van het scherm. ox-as is horizontaal, de oy-as is verticaal en de oz-as is loodrecht op het scherm. (default)

structure O

v i s e e x y z a Het systeem wordt bekeken vanuit het gezichtspunt dat wordt bepaald door de cs6tdiaaten x, y, z. De 8z-a is altijd nagr boven gericht7 mits de parameter a is opgegeven. Deze parameter geeft dan de hoek tussen de verticaal van het scherm en de oz-as, linksom positief.

effacer

effacer O Automatisch schoonmaken van het grafische scherm. (default)

Niet automatisch schoonmaken van het grafische scherm.

divise cloture 2 horizontal

divise cloture 2 vertical

divise cloture 4

select cloture n

restore cloture

Verdelen van het grafische scherm in twee boven elkaar gelegen windows.

Verdelen van het grafische scherm in twee naast elkaar gelegen windows.

Verdelen van het grafische scherm in vier windows.

Selecteren van window nummer n voor grafische weergave.

Het grafische scherm wordt teruggebracht naar één window.


Z- dz- De optie z staat voor "zoom" en dz voor "de-zoom". De waarde achter de optie bepaalt de mate van vergroten. z 2 maakt het window half zo groot, ofwel het systeem twee keer zo groot. dz 2 maakt het window twee keer zo groot, ofwel het systeem half zo groot. Er geldt dat z 2 gelijk is aan dz 0.5 (default 2).

an- ; de- ; &- ; Ho- Deze opties hebben betrekking op het verschuiven van het window ten opzichte van het systeem, ook wel "panning" genoemd. dn- verplaatst het window naar boven, de constructie verplaatst dus naar beneden, maar blijft in het assenstelsel van het systeem op zijn plaats. Als er een waarde 1 aan de optie dn wordt meegegeven, dan verplaatst het window zich boven het oude window. is de waarde kleiner dan 1, dan wordt er een gedeelte overlapt (default 1).

vues 4 Deze optie laat het systeem in vier aanzichten zien. Drie projecties en één 3D-

vues 3 Als de vorige, alleen zonder de 3D-projectie. vues O Het systeem wordt maar vanuit één aanzicht weergegeven (default).

axe Het assenstelsel wordt linksonder in het grafische window geplaatst. me 2 Het wenste!se! W Q K ~ ~p de mtsprmg van het systeem geplaatst. axe 3 Als axe 2, maar de assen hebben dezelfde lengte. uxe O Er wordt geen assenstelsel weergegeven.

aanzicht.

noeud O ; mil le O Er worden geen nodes, nodenummers respectievelijk elementennummers weergegeven. (default)

De nodes en nodenummers respectievelijk elementennummers van het systeem worden weergegeven, met hun nummers.

De nodes worden zonder nummer getekend.

noeud 2 ; mil le i

noeud 4

eclate e De "mesh" wordt in "exploded view" weergegeven. De parameter e is de reductiefactor waarmee de elementen worden weergegeven. O e e < 1. (default 0.8)

De "mesh" wordt niet in "exploded view" weergegeven. eclate O

Met het GRAP commando kunnen nog veel meer opties worden meegegeven dan hier zijn vermeld. Veel van die opties zijn ervoor om op een andere manier het aanzicht van het systeem te bepalen, of om het grafische scherm een andere indeling te geven. Verder kunnen er met het GRAP commando kleuren worden gedefinieerd, van de lijnen, de vlakken, de letters, etc...


Het commando .DES code n

Deze optie leest de gegevens in die betrekking hebben op code n (bijvoorbeeld It = 163 voor de verplaatsingen). De code’s die kunnen worden aangeroepen zijn: n = 163 + verplaatsingen

173 -+ snelheden 183 -+ versnellingen 191 -+ eindige rotaties

Wordt er een code ingelezen, dan is de vorige uit het geheugen gewist. De opslag- frequentie van deze resultaten in de FAC-file wordt bepaald door de optie IA19 van het commando .DGE (pr&processing commando).

reference 8 nl Deze optie moet altijd in combinatie (en op dezelfde regel) met de optie code worden gebruikt. De parameter nl staat voor de tijdstap die moet worden geladen en de parameter 8 geeft aan dat het resultaten van een Mecanoberekening betreft. Als de optie reference niet wordt meegegeven aan de optie code, dan zal de optie code altijd de eerste tijdstap laden.

deformee e Deze ~ p t k definieert de waarde e die de deformatieschaal aanduidt. De verplaatsingen op het scherm zijn e keer zo groot dan de werkelijke verplaatsingen.

vecteur deplacement Deze optie geeft de verplaatsingen weer als vectoren vanuit de beginconfiguratie. De gebruiker dient ervan verzekerd te zijn dat de verplaatsingen zijn ingelezen met de optie code. Deze optie kan worden gecombineerd met een optie echelle e, waarbij e de schaalfactor is voor de vectoren op het scherm.

vecteur noeud Deze optie geeft de snelheden of versnellingen weer als een vector in het systeem. Ook hier dient de gebruiker ervan verzekerd te zijn dat de snelheden of de versnellingen zijn ingelezen met de optie code. Ook hierbij kan de optie echelle worden gebruikt (zie de optie vecteur deplacement).

animation n lineaire 2 repeter m Een combinatie van deze opties zorgt ervoor dat er een animatie van de resultaten van het systeem wordt getoond. De verplaatsingen moeten natuurlijk wel zijn ingelezen. De parameter n definieert het aantal stappen die lineair worden geïnterpoleerd tussen twee tijdstippen waarop de resultaten zijn opgeslagen. De parameter m definieert het aantal keren dat de animatie moet worden getoond.

MECANO 5.0 - 12 -

Met het commando .DES kunnen ook MNT-diagrammen (moment-, kracht- en torsie- diagrammen) van de balkelementen worden getoond. Om die resultaten op te slaan moet de optie L44 van het commando .DGE (pré-processing) worden gebruikt. Bekijken van de MNT-diagrammen verloopt als volgt: code 1439 reference 8 nl reduction i

De parameter nd geeft ook hier weer de tijdstap weer waarvoor de MNT- diagrammen moeten worden getoond. De parameter i geeft aan welk van deze diagrammen moet worden getoond: i = 1 + nomad spanning

2 3 schuif spanning langs y 3 - schuif spanning langs z 4 + torsie moment 5 + buigend moment langs y 6 + buigend moment langs z

Het commando .VIF Bij het gebruik van dit commando moet eerst de NQUVEAU FAC file worden geopend, dat is de file die na een berekening door de module Mecano wordt gecreërd. Het openen van die file gebeurt door het ingeven van het commando .VIF NOUVEAU FAC. D Q Q ~ het .SAD en .SAE commando wordt bij het pré-processen al opgegeven welke resultaten er moeten worden opgeslagen. De opslag-frequentie wordt bepaald door de optie IA19 van het commando .DGE.

code n noeud m composante c reference 8 charge Deze optiereeks wordt gebruikt om een bepaald resultaat tegen de tijd in grafiekvorm weer te geven. Deze opties gelden voor de codes die bij het commando .DES onder de optie code zijn vermeld. De parameter m duidt op de node waarvan het resultaat moet worden bekeken. De parameter c duidt op de component van de betreffende node, c = 1,2,3,4,5,6. reference 8 is de optie om aan te geven dat het Mecano module betreft. charge leest de betreffende gegevens in overschrijft de vorige.

resultaten uit de het geheugen en

code n noeud m composante c charge Ook deze optiereeks wordt gebruikt om een bepaald resultaat grafiekvorm weer te geven. Deze opties gelden voor codes >900, voor de Mecano module: n = 911 -.+ verplaatsingen

912 -.+ snelheden 913 -.+ versnellingen 914 + externe belastingen 915 interne belastingen 917 + elementgrootheden, gegevens die per element kunnen

tegen de tijd in

worden opgeslagen. De gegevens die moeten worden opgeslagen worden onder het commando .SAE ingegeven. Er moet in dit geval in plaats van de optie noeud de optie muilk worden gebruikt.


code nl n2 noeud ml m2 compsante cl c2 charge Deze optiereeks wordt gebruikt om twee resultaten tegen elkaar uit te zetten in een grafiek. De eerste parameter geeft de y-component van de grafiek weer en de tweede de x-component. Ook hier kan code 917 weer worden gebruikt in combinatie met maille in plaats van noeud.

superpose Deze optie kan worden gebruikt in plaats van charge. De optie zorgt er dan voor dat de nieuwe functie en de oude functie samen in één grafiek worden getekend.

a f i h e numero fonctwn Met deze optie krijgen alle gedefinieerde functies een nummer. Met dit nummer kan een functie dan eenvoudig worden aangewezen, omdat er onder het commando .VIF ook enkele eenvoudige operaties op de functies kunnen worden toegepast.

Heft de functienummering op.

Deze optie elimineert de functie met nummer IZ uit de lijst van gedefinieerde functies.

status fonctions De karakteristieken van iedere gedefinieerde functie worden weergegeven.

a f i h e O

elimine fonction numero n

vmin- vmux- absckses De minimale en de maximale waarde voor de x-as. Zonder getalwaarde achter vmin en vmax worden deze grenswaarden automatisch bepaald.

De minimale en de maximale waarde voor de y-as. Zonder getalwaarde achter vmin en vmax worden deze grenswaarden automatisch bepaald.

vmin- vmux- ordonnees

liste selection Een listing van alle resultaten die zijn opgeslagen middels het .SAD en .SAE commando wordt getoond.


6. Voorbeelden

In dit hoofdstuk worden een aantal voorbeelden van systemen behandeld. Aan de hand van die voorbeelden is het eenvoudig om met de module Mecano te leren werken.

6.1. De dubbelslinger

De constructie van de dubbelslinger is in figuur I te zien als de twee verticale balken waarop de hûûpp~îìtiiümiilzw zij^ wem ge geve^ De mmtmdie bes?22t zit twee rigid- bodies die door middel van twee hinge-joints aan elkaar en aan de vaste wereld zijn verbonden. De invoerfile ziet er als volgt uit:

1 begin van het initialisatie blok . INIT ! scherminstellingen

! afkortingen ABRE '/G' ';GRAP' ABRE '/ISO' ';GRAP IN1 RY 45 RX 35.26;' =RE '/TRRI0 ' ;GRZO 111 RY 55.73 RX 23.16:' ABRE '/FS' ' ;GRAP CXI CY1 CYS;'

! grafische instellingen /FS /G CM 2 CN 5 CL 3 CP 7 AXE /G EFFACER ECLATE /G VISEE O -1 O

MODE T1 I O G 4125 ECHO'

! einde van het initialisatie blok EXIT

! begin van het blok met de systeemgegevens . EX1 ! de titel van het probleem .TIT dubbelslinger

1 de nodes 1 t/n 8 van het systeem ! coördinaten met de waarde nul hoeven niet te worden ingegeven ! Node 3 is de derde node van de hinge-joint en is niet net de constructie verbonden. ! De x-component van deze node geeft dan de initieele waarde van de interne hoek van ! de hinge-joint aan. . NOE I 1 I 5 z -2.0 I 1 Q l I 3 x 0.0 I 4 e -1.0 I I z -3.5 I 8 z -5.0 ! de elementen 1 t/m 4 van het systeem. Twee HINGE-joints en twee RIGID-bodies. . MCE I 1 HINGE N I 2 3 I 2 RIGI N 4 2 5 I 3 HINGE N i 6 I 4 RIGI N 7 6 8

GROUP 1

GROUP 2

! de zwaartekracht die op het systeem werkt .GEL G -9.83

! de geometrische gegevens van de twee HINGE-joints ! in dit geval de assen waarom de HINGE-joints kunnen roteren .MCC I 1 AXE1 2

I 3 AXE1 2

1 de fysische grootheden van de twee RIGID-bodies ! in dit geval voor beiden de massa en de rotatietraagheid om de y-as .MCC GROUP 1 RIGI

GROUP 2 RIGI MASS 10 MIY 13.33

MASS 15 MIY 45.00

1 de fixaties op het systeem 1 in dit geval is node 1 naar alle vrijheidsgraden gefixeerd .FIX I 1 C 1 2 3 4 5 6

! Ire titel voor de analyse .TTT het eigengewicht in het zwaartekrachtveld

! algemene data (integer waarden) ! in dit geval: een dynamische analyse met assembleren .DGE MECA 1 IT1K 1 IT3K 1 IMPL 1 ITMA 25 ISTO 3 $

ImF 1.

! algemene data (real waarden) .DGR ALFA 0.1 TREF 100

! tijdstapintervallen ! een simulatie van O tot 4 seconden met 100 tijdstappen

! initiële posities .DEI I 5 C 1 V 2.0

I 5 c 3 vo.0 I 8 C 1 V2.0 I 8 C 3 V -3.0

.CAT NPAS 100 T1 O T2 4 IMPD 10 IA16 5 IA19 1

! opslaan van de node resultaten in de FAC-file .SAD I 2 C 5 N 1 2

I 6 C 1 3 N 1 2 I 8 C 1 3 N 1 2

! einde van het blok met de systeemgegevens EXIT

In figuur 1 zijn voor een aantal tijdstippen de posities van de twee rigid-bodies weergegeven. Deze figuur is verkregen middels de volgende sene commando's: - de resultaten in te laden: .DOC FAC en .DOC DB - automatisch scherm schoonmaken uitzetten: /G EFFACER O - open de grafische file: /G FG - zet de nodenummering aan: /G NOE 2 - plot het oorspronkelijke systeem: .DES CODE 163; VI - zet de nodenummering uit: /G NOE O - laad en plot het systeem op tijdstip nul: CODE 163 REF 8 O; VI - dit wordt voor meerdere tijdstippen gedaan - zet tekst in het plaatje: TITRE CURSEUR "...tekst..." - sluit de grafische file: /G FG O - converteer de grafische file naar een printercode met samplotter


In figuur 2 en 3 zijn voor de nodes 6 en 8 de posities respectievelijk de snelheden in de x- richting weergegeven. Figuur 2 wordt verkregen door: - open de nieuwe fac file: .VIF N O W FAC - laad de gegevens van node 6: NOE 6 COMP 1 CODE 911 CHARGE - laad de gegevens van node 8: NOE 8 SUPERPO - open de grafische fik: /G FG - plot de grafieken: Vi - sluit de grafische file: /G FG O - c~nvertee~ de grafische file naar een printercode met samplotter

Voor figuur 3 moet CODE 912 worden gebruikt.

Figuur 4 geeft de trajectorie van node 8 weer, dat is comp 3 uitgezet tegen component 1. - open de nieuwe fac file (mits dit nog niet is gedaan): .VIF N O W FAC - laad de gegevens in: NOE 8 8 COMP 3 1 CODE 911 CHARGE - open de grafische file: /G FG - plot de grafiek VI - sluit de grafische file: /G FG O - converteer de grafische file naar een printercode met samplotter


SAMCEF - BACON : Release 4.1-14

DUBBELSLINGER

Mon May 10 11:23:20

lodal diaplacwenta (DX,DY.DZ)

' h e step 4 0

' h e 1.6000

:eometric scale

1.ooo ieformation - a l e : 1.00

\

t - o t - 0.2 - 0 . 4

\

L X I

Figuur 1. De posities van de twee rigid bodies voor een aantal tijdstippen.

Figuur 2. De posities van nodes 6 en 8 en de x-richting.


SAMCEF - BACON : V 5.0-27 MAY 10 1993 11:26:56

5 .

4.

3 .

2.

1.

-1.

-2.

-3 .

-4 .

-5.

-6 .

-7.

Figuur 3. De snelheden van nodes 6 en 8 in de x-richting.


-3.5000 -3. -2.5000 -2. -1.5000 -1. -0.5000 4 D'"$f;ut, .? 1 .So00 2. 2.5000

Figuur 4. De trajectorie van node 8.


6.2. De "cantilever beam"

De cantilever beam is te zien in figuur 5 als de horizontale balk waarin de nodenummers zijn weergegeven. Dat is tevens de configuratie op het tijdstip nul. De invoerfile van dit voorbeeld is de volgende:

1 begin van het initialisatieblok . INIT 1 scherminstellingen

1 afkortingen

ABRE '/ISO' ' ;GRAP IN1 RY 45 RX 35.26;' ABRE '/TRI' ' ;GRAP IN1 RY 55.73 RX 23.16;'

1 grafische instellingen /FS /G CW 2 CN 5 CL 3 CP 7 AXE /G EFFACER ECLATE

1 einde van het initialisatieblok EXIT

1 begin van het blok met de systeemgegevens .EX1

1 de titel van het probleem .TIT cantilever be-

l de nodes l t/m 18. De nodes 3 t/m 18 worden met de repetitieparameter gecreëerd. . NOE

XÛDE Pi i O û 4129 ZCXÛ'

ABRE '/G' ';GRAP'

ABRE '/FS' ' ;GRAP CXI CY1 CYS;'

1 1 2 1 I 2 I 1 X 62.5 R 16

1 Alle elementen zijn balkelementen en behoren tot materiaalgroep 1 . MCE I 1 BEAM N 2 3 1 GROUP 1 I 1 N 1 1 O R 1 5

1 algemene materiaalgegevens, Youngs-modulus, dwarscontractiecoëfficiënt soortelijke massa. .GEL Y 2.E13 N 0.3 M 7800

i de fysische grootheden van de balkelementen 1 in dit geval de doorsnede en de drie traagheidsmomenten bij buiging .MCC GROUP 1 BEAM

S 4.83-3 IX 1.E-8 IY 1E-8 I2 5.E-6

1 de fixaties op het systeem .FIX I 2 C 1 2 6

I 2 J 1 8 C 3 4 5

1 de titel voor de analyse .TTT static deflection under tip load

1 algemene data (integer waarden) 1 in dit geval: een incrementele statische analyse

1 algemene data (real waarden)

1 tijdstapintervallen 1 een simulatie van O tot 1 seconde met 32 incrementen .CAT W A S 32 T1 O T2 1 IMPD 1 IA16 1 I W E 1

1 de belasting op het systeem 1 een moment van O tot 1 seconde lineair oplopend tot maximaal -6.2835 N/m .SOL TPS O 1 AMP O 1 NTY 1

.DGE MECA 22 IT1K 1 ITZK 2 IT3K 1

.DGR PRCR 1.E-5 PRCK 1.E-5

.SOD I 1 8 C 6 V -6.2835

1 opslaan van de elenrent resultaten in de RESultaten-file .SIE I 11111

MECAPJO 5.0 - 20 - m m

1 opslaan van de node resultaten in de FAC-file .SAD I 1 8 C 1 2 N 1 2

I 1 8 C 6 N 1 2

I einde van het blok met de systeemgegevens EXIT

De vervorming van de balk op verschillende tijdstippen is te zien in figuur 5. Deze figuur wordt op ongeveer dezelfde manier verkregen als figuur 1. - de resultaten in te laden: .DOC FAC en .DOC DB - automatisch scherm schoonmaken uitzetten: /G EFFACER O - pen de grafische 6le: /% FG - zet de nodenummering aan: /G NOE 2 - laad en plot het systeem op tijdstip nul: CODE 163 REF 8 O; VI - zet de nodenummering uit: 1G NOE O - laad en plot het systeem op nog een aantal tijdstippen: CODE 163 REF 8 tt; VI - zet tekst in het plaatje: TITRE CURSEUR "...tekst..." - sluit de grafische file: /G FG O - converteer de grafische file naar een printercode met saplotter

In figuur 6 staan de verplaatsingen van node 18 in x- en y-richting uitgezet tegen de tijd. - open de nieuwe fac file: .WF N O W FAC - Paad de gegevens van node 18: NOE 18 CûMP 1 CODE 911 CHARGE

- open de grafische file: /G FG - plot de grafieken: Vi - sluit de grafische file: /G FG O - converteer de grafische file naar een printercode met samplotter

COMP 2 SUPERPO

MECBPJO 5.0 - 21 - TUE m


CANTILEVER BEAM

bda1 diaplrcanenta (DX.DY. DZ)

' h e s tep 30 __I

' h e 0.9375

:eornetzic scale

00. ieformation

t - 0 . 4 6 9 t - 0.313

SAMCEF - BACON : V 5.0-27

CANTILEVER BEAM

MAY 10 1993 13:02:27

,Diapl . N 18 C 2

1000.

800.

600.

400.

zoo.

-

-200.

-400.

-600.

-800.

Figuur 5. De vervorming van de balk op verschillende tijdstippen.

Figuur 6. De verplaatsingen van node 18 in de x- en y-richting.


6.3. Het briard mechanisme

Het plaatje linksboven in figuur 7 geeft het Bricard mechanisme weer met nodenummers. Het mechanisme bestaat uit 5 balkelementen die gekoppeld zijn door 6 hinge-joints. De invoerfile is de volgende:

. INIT MODE T1 I O G 4125 ECHO' ABRE * / G ' ';GRAP' ABRE '/ISO' ';GRAP IN1 RY 45 RX 35.26;'

ABRE '/FS' ';GRAP CXI CY1 CYS;' /FS /G CM 2 CN 5 CL 3 CP 7 AXE /G EFFACER ECLATE /G VISEE 10.3 1 101

Asm 'irn1' ';-u 1x1 RY 55.?3 Pa 2Z.15;'

EXIT

.EX1

.TIT pre-assembled

. NOE I I I I I I I I a I I I I

. MCE I I I I I

. GEL

. MCC

. MCC

. FIX

. TTT

1 x 0.2 4 x 0.2 7 x 0.2 10 x o 13 X O 16 1 3 x 0.2 6 x 0.2 9 x 0.2 12 x o 15 X O 18 X O

6 HINGE 1 BE?iM 1 7 HINGE 1

Bricard's mechanism

Y 0.5 Y 0.5 Z 0.2 Y 0.5 Z 0.2 Y O Z 0.2

Q l Y O 2 0.1 Y 0.6 Y 0.6 Z 0.2 Y 0.5 Z 0.3 Y -0.1 z 0.2 Y 0.1

N 1 2 3 N 2 1 3 GROUP 1 M 3 R 4 N 5 4 M 3 R 4

Y 2.1E13 N 0.3 S 5E-4 M 7800

I 6 AXE1 3 I 7 AXE1 1 I 8 AXEl 2 I 9 AXEl 3 I 10 AXE1 1 I 11 AXE1 2

GROUP 1 BEAM S 5.E-4 IX 2.E-7 IY 1.E-7 I2 1.E-7

I 1 C l 2 3 4 5 6 I 1 7 C l 2 3 4 5 6

transient response to external triangular pulse

1 algemene data (integer waarden) 1 in dit geval: een dynamische analyse zonder assembleren .DGE MECA 2 IT1K 1 IT3K 1 IMPL 1

.DGR ALFA 0.1 TREF 100

1 tijdstapintervallen d een simulatie van O tot 0.2 seconden met 80 tijdstappen .CAT NPAS 80 T1 O T2 0.2 IMPD 10 IA16 5 IA19 1

1 de belasting op het systeem 1 een impulsmoment om de hinge-joint waarvan node 3 de derde node is 1 het verloop van het moment is: van O tot 0.01 seconde lineair oplopend tot maximaal 1000 N/m 1 en daarna tot 0.02 seconde dalend tot O N/m .SOL TPS O 0.01 0.02 1 AMP O 1 O O NTY 1 .SOD I 3 C 1 V -1000


.SAD I 4 C 1 2 N 1 2 I 4 C 1 2 N 3 1 4 1 2 6 N 1 Z I 4 C 6 N 3

EXIT

De overige drie plotjes in figuur 7 geven het systeem weer op de tijdstippen 0.05, 0.10 en 0.15 seconde. Figuur 7 is verkregen met behulp van de volgende compp~aisdo’s: - laad de gegevens over het mechanisme in: .DOC FAC en DB - deel het grafische window op in 4 windows: /G DIV CLOT 4 - zei, nodenummering aan: iG XíX 2 - open de grafische file: /G FG - laad en plot het systeem op tijdstip nul: .DES CODE 163 REF 8 O; VI - zet nodenummering uit: /G NOE O - selecteer het tweede window: /G SEL CLOT 2 - laad en plot het systeem op tijdstip 0.1 (tijdstap 40): CODE 163 REF 8 40;VI - zo voor de overige twee plotjes - sluit de grafische file: /G FG O - converteer de grafische file naar een printercode met samplotter


SAMCEF - BACON : Release 4.1-14

PRE-ASSEMBLED BRICARD'S MECHANISM

;eometric scale

1.100 ---i

7

13 2

1

godal displacements (DX,DY, DZ)

rime step 40

rime 0.1000

Geometric scale

o . 100 ------i

Deformation scale: 1.00

Mon May 10 13:20:47

- g o d a l displacements (DX, DY,DZ)

rime step 20

rime 0.0500

Jeometric scale

0.100 ___I

I Deformation scale: 1.00 I

Nodal displacements

Time step 60

Time 0.1500

Geometric scale

o . 100 ___1

Deformation scale:

(DX, DY , DZ)

1.00

6.4. Het "squeezer" mechanisme

Het squeezer mechanisme bestaat uit 29 nodes verbonden door 19 elementen. De configuratie is in figuur 8 te zien. De invoerfile is de volgende:

. INIT MODE T1 I O G 4125 ECHO' ABRE '/GI ';GRAP' ABRE ' / ISO' ';GRAP IN1 RY 45 RX 35.26;'

ABRE '/FS' ';GRAP CXI CY1 CYS;' /FS /G CM 2 CN 5 CL 3 CP 7 AXE /G EFFACER ECLATE EXIT

. EX1

.TIT squeezer mecanisn

1 Er worden 29 node8 gedefinieerd ! De nodes z i jn opgedeeld i n drie groepen, zodat b i j iedere groep een andere 1 repetitieparameter kan worden gebruikt.

-RE ';mu' ';GW? 1x1 55.?3 Ft 23.16;'

. NOE- I I I I I I

I T -

. NOE I I I I

. NOE I I I I I

. MCE I I I I I I I I I I I I

I

. GEL

. MCC

1 4 X 6-98654343-1 Y -4.33833833-2 7 X -2.0959630 Y 1.30150153-1 16 X -3.40045003 Y 1.64616914 21 X -6.9344201 Y -0.227570607 26 X -3.16331944 Y -1.56122510 1 0 1 1 Z 1 0 Q l A 6

10 X -1.87426737 Y 2.04873043 19 X -5.32455557 Y 1.66312644 24 X -5.92651014 Y -1.06059387 1 z10q1

12 X -3.63546505 Y 3.27338629 13 X -1.04758620 Y 2.53658030

15 X -2.0959630 Y 1.30150153-1 29 X -2.0959630 Y 1.30150153-1

14 X 1.4 Y 7.2

8 BEAM 9 BEAM 10 BEAM 11 BEAM 12 BEAM 13 BEAM

20 SPHE

Y 1.E13

GROUP 1

GROUP 2

1 HINGE N 1 2 3 2 BEAM N 2 4 3 GROUP 1 1 M 3 R 2 5 BEAM N 10 12 11 GROUP 1 6 BEAM N 10 13 11 GROUP 1 7 SPRING N 13 14 GROUP 2

N 15 16 9 GROUP 1 N 17 19 18 GROUP 1 N 19 21 20 GROUP 1 N 22 24 23 GROUP 1 N 24 26 25 GROUP 1 N 27 29 28 GROUP 1

N 4 5 N 8 7 N 15 7 N 29 7 N 16 17 N 26 27

N 0.3 S 0.5 M 2.1

BEAn S 0.5 IX 4.E-2 IY 2.E-2 IZ 2.E-2 SPRING L 7.785 KR 9.0635

MECAWO 5.0 - 26 - TUE WFW

.FIX I 1 C 1 2 3 4 5 6 I 1 2 c 1 2 I 1 4 C 1 2 I 2 1 c 1 2 I 2 2 c 1 2

. F I X I 2 S 2 9 K 3 C 3 4 5 I 4 S 2 2 K 3 C 3 4 5 I 1 5 , 7 2 7 K 3 C 3 4 5

.MCC I 1 AXE1 3

.TTT dynamic response to linear-constant torque

f algemene data (integer waarden) ! in dit geval: een dynamische analyse zonder assembleren .DGE MECA 2 ITMA 15 ITlK 1 IT2K 2 IT3K 1

Z.FL 1

.DGR ALFA 0.1

! tijdstapintervallen f een simulatie van O tot 0.02 seconden met 400 tijdstappen .CAT NPAS 400 T 1 O. T2 0.02 I W D 2 0 IA16 5 IA19 1

! de belasting op het systeem ! een impulsmoment om de hinge-joint waarvan node 3 de derde node is ! het verloop van het moment is: van O tot 2E-3 seconde lineair oplopend tot maximaal 5.E3 N/m 1 en daarna tot 1 seconde constant op 5.E3 N/m .SOL TPS O 2.E-3 1 AMP O 1 1 MTY 1 .SOD I 3 C 1 V 5.E3

. S I D I 11111 C 1 2 I 11111 C 6

.SAD I 5 C l 2 N 1 2 I 5 C 6 N 1 2 I 5 C 1 2 N 3 I 5 C l 2 N 4 5 I 7 C 1 2 N 1 2 I 7 C 6 N 1 2 I 7 C 1 2 N 3 I 7 C 1 2 N 4 5

EXIT

Figuur 9 geeft de kracht in de veer en de lengte van de veer tegen de tijd weer. Deze resultaten zijn op de volgende manier verkregen.

.VIF N O W FAC /G D N CLOT 2 HOR /G FG MAIL 7 CODE 917 COMP 1 CHA,VI /G SEL CLOT 2 COMP 2 CHA, VI /G FG O

MECAN0 5.8 - 27 - TUEWFW

CAMCEF - BACON : Release 4.1-14 Mon May 10 13:52:25

SQUEEZER MECANICM

:eometric .Eale

.o00 x' 4

Figuur 8. De configuratie van het squeezer mechanisme.


0.0140 0.0200 str.lF- ~ 7 G 1 C 16.3-3 0.0100

6.4000

6.3000

6.2000

6.1000

6 .

5.9000

5.8000

5.7000

5 . 6 0 0 0

5.5000

5.4000

5.3000

I

Figuur 9. De kracht in de veer en de lengte van de veer.


6.5. De roterende schuf

Het voorbeeld van de roterende schijf is opgebouwd uit drie rigid bodies en drie hinge- joints, zie figuur 10. N.B. Het kader is ingeplakt en niet door Samcef gemaakt. De invoerfile is de volgende:

. INIT MODE T1 I O G 4125 ECHO'

Aam 'iiS0' ïkiï Xi' 15 RÄ 35.25;'

ABRE '/FS' ';GRAP CXI CY1 CYS;' /FS /G CM 2 CN 5 CL 3 CP 7 AXE 3 /G EFFACER ECLATE EXIT

. EX1

.TIT roterende schijf

p=m '&' ';W'

ABRE '/TRI' ';GRAP IN1 RY 55-73 RX 23-16;.

. NOE 1 1 I 4 X 6.0 I f I 3 2 0.0 I 6 X 1.0 I 7 X 6.0 2 -0.1 I 8 X 6.0 2 -0.3 I 9 X 6.0 2 -0.3 I 10 x 0.0 2 1.0

. MCE I 1 HINGE N I 2 3 I 2 RIGI N 2 4 GROUP 1 I 3 HINGE N 4 5 6 GROUP 2 I 4 RIGI N 7 5 8 GROUP 3 I 5 HINGE N 8 9 1 0 I 6 RIGI N 9 GROUP 4

.GEL G -9.81

! De tweede hinge-joint heeft een lineaire torsieveer en torsiedemper werking. .MCC GROUP 1 RIGI

MASS 0.02

c 10 code 30 v 6000 -4 -6000. 4

GROUP 3 RIGI MASS 100 MIX 1 MIY 2 MIZ 2

GROUP 4 RIGI MASS 32 MIX 1 MIY 0.5 MIZ 0.5

GROUP 2 HINGE

.FIX I 1 C 1 2 3 4 5 6

.MCC I 1 AXE1 3 I 3 AXE1 2 I 5 AXE1 1

dynamische respons op een constante hoeksnelheid .TTT

! algemene data (integer waarden) ! in dit geval: een dynamische analyse zonder assembleren .DGE MECA 1 ITlK 1 IT2K 2 IT3K 1 IMPL 1 ITMA 20 IREF 1

.DGR ALFA 0.1

! tijdstapintervallen ! een simulatie van O tot 1.6 seconde met 1000 tijdstappen .CAT NPAS 1000 T1 O. T2 1.6 IMPD 10 IA16 5 IA4 5 IA19 1

! de belasting op het systeem ! een voorgeschreven hoekverdraaiing om de hinge-joint waarvan node 3 de derde node is ! het verloop van de hoek is: van O tot 2 seconden lineair oplopend tot maximaal 1 rad i Het is dus in principe een voorgeschreven hoeksnelheid van 0.5 rad/s .SOL TPPS o 2 AMP o 1 my 1 HOX 5 .SOD I 3 C 1 V 1

MECBWO 5.0 - 29 - m w F w

1 een voorgeschreven hoekverdraaiing on de hinge-joint waarvan node 10 de derde node is 1 het verloop van de hoek is: van O tot Z seconden lineair oplopend tot maximaal -200 rad 1 Het is dus in principe een voorgeschreven hoeksnelheid van -100 rad/s .SOL TPS O 2 AMP O 1 NTY 1 MOX 5 .SOD I 10 C 1 V -200

. S I D I 11111 C 1 2 I 11111 C 6

. V I 1 I 9 c 4 v -100 I 1 0 c 1 v -100

.SAD I 4 C 1 Z N 1 Z I 4 C 6 N 1 Z I 5 C 4 5 N 1 Z 1 9 C 1 Z N 1 2 1 9 C 4 5 N 1 Z z i e C I u 1 2

EXIT

De plot van Figuur 11 geeft de hoekverdraaiing van node 5 weer. Deze figuur is als volgt verkregen:

.WF N O W FAC /G FG NOE 5 CODE 911 COMP 5 CHA,VI /G FG 0

MECAN0 5.0 - 30 - TUEWFW

SAMCEF - BACON : Release 4.1-14 Tue May 11 09:24:16

ROTERENDE SCHIJF .-tri= .u,.

1.110

SAkiCEF - BACON : Release 4.1-14 ROTERENDE SCHIJF

Mon May 10 13:48:22

4Diap1. 0.0240

0.0220

0.0200

0.0180

0.0160

0.0140

0.0120

0.0100

8.E-3

6. E-3

4.E-3

2 .E-3

Figuur IO. De configuratie van de roterende schijf.

Figuur 11. De hoekverdraaiing van node 5.

MECAPJO 5.0 - 31 - TUE WFW

6.6. De rollende schijf

De rollende schijf is weergegeven in figuur 12. Het bestaat uit een wielelement, twee rigid bodies, een hinge-joint, een veer en een element voor rechtgeleiding met wrijving.

. INIT MODE T1 I O G 4125 ECHO' ABRE '/G' ';GRAP' ABRE '/ISO' ';GRAP IN1 RY 45 RX 35.26;' ABRE '/TRI' ' ;GRAP IN1 RY 55.73 RX 23.16;' ABRE-'/FS' ';GRAP CXI CY1 CYS;' /FS /G CM 2 CN 5 CE 3 CF 5 AXE 3 /G EFFACER ECLATE /G VISEE 1 O O EXIT

. EX1

.TIT De rollende schijf

. NOE I 1 z 1.0 I 2 Y 4.0 2 1.0 1 1 R I I 4 x 0.0 I 5 Y 4.0 I 6 Y 2.0 Z 2.5 I 7 Z 4.0

. HCE I 1 SPRING N I 2 GROUP 1 I 2 HINGE H e 3 1 I 3 WHEE N 3 5 GROUP 2 I 4 RIGI N 3 GROUP 3 I 5 RIGI N 6 2 7 GROUP 4 I 6 SLID N 1 7 GROUP 5

.GEL G -9.80665

.MCC I 2 AXE1 1

.MCC GROUP 1 SPRING L 3.5 ñR (8000*9.80665)

AXE1 1 AXE2 3 RO 1 U1 0.001 F1 l.E5$ TOL 0.001 CF 1

MASS 9000 MIX 4500 MIY 2250 MI2 2250

MASS 6000 MIX (6000*25:12)

CF 0.075 TOL 0.005

GROUP 2 WHEEL

GROUP 3 RIGI

GROUP 4 RIGI

GROUP 5 SLID

.FIX I 1 C 1 2 3 4 5 6 I 2 J 3 C 1 5 6 I 6 c 1 5 6 I 7 c 1 5 6

dynamische respons op een beginuitwijking van het wiel .TTT

1 algemene data (integer waarden) 1 in dit geval: een dynamische analyse met assembleren .DGE MECA 1 IT1K 1 IT2K 2 IT3K 1 IMPL 1 ITMA 20 IREF I

.DGR ALFA 0.1

1 tijdstapintervallen 1 een simulatie van O tot 9.0 seconde w t 400 tijdstappen .CAT WAS 400 T1 0.0 T2 9.0 I#PD 10 IA16 5 IA4 1 IA19 10

1 de belasting op het systeem is in principe de voorgeschreven configuratie 1 van node 3. .DEI I 3 C 2 V 3.50

.SID I 11111 C 2 3 I 11111 c 4

MECANO 5.0 - 32 - mwFw

.SAD I 3 I 3 I 3 I 3 I 4 I 7 I 6 I 6

.sAE I 3 I 3 I 3 I 6

EXIT

c 2 3 c 2 3 c 4 c 4 c 1 c 2 3 c 2 3 c 4

c 1 2 c 3 4 C 5 6 c 4 5

N 1 2 N 3 ni2 N 3 N 1 2 N 1 2 N 1 2 N 1 2

Figuur 13 geeft de z-positie van node 7 weer. In figuur 14 zijn de normaal- en wrijvingskracht in het sliderelement weergegeven. Verkregen door:

.VIF NOUV FAC /G FG NOE 7 CODE 911 COMP 3 C m , W /G DIV CLOT 2 HOR MAIL 6 CODE 917 COMP 5 CHA,vI /G SEL CLOT 2 COMP 4 CHA,MP /G FG O

MECANO 5.0 - 33 - 'FuEwFM7

SAMC

EF -

BACO

N : V

5.0-

27

MAY

1

2 1

99

3 0

8:59

:57

CONS

TRUC

TIE

MET

EEN

WRIJ

VING

SELE

MENT

-

Geom

etri

c sc

ale

1 O

00

t--------l

4 Z X Y


CONSTRUCTIE MET EEN WRIJVINGSELEMENT

4.6000

4.5000

4.4000

4.3000

4 . 2 0 0 0

4 .lo00

6.

3.9000

3.8000

3.7000

3.6000

3.5000

3.4000

-

Dinpl. N 7 C 3

1. 2 . 3 . 4 . 5 . 6 . 7. 8. 9. ”

Figuur 13. De z-positie van node 7.

SAMCEF - BACON : V 5.0-27 CONSTRUCTIE MET EEN WRIJVINGSELEMENT

MAY 12 1993 09:07:56

2 0 0 0 .

1000.

-1000.

-2000.

-3000.

-4000.

I i

Figuur 14. De normaalkracht en de wrijvingskracht in het sliderelement.

MECAIVO 5.0 - 35 - TUE WFW

7. Software instellingen

Het pakket Samcef is geïnstalleerd op de hp2 (Hewlett-Packard) in het WFW-lab van Werktuigbouwkunde. Om met het programma Samcef te kunnen werken moet de .cshrc.hp file worden aangepast. Hieronder volgen van deze file de instellingen zoals die daarin moeten staan (versie 5.0).

MECANO 5.8 - 36 - TUE-

8. Geraadpleegde literatuur

1) Cardona, A.: An integrated approach to mechanism analysis. Universiteit van Luik, 1989.

2) Geradin, M., Cardona, A.: Kinematics and dynamics of rigid and flexible mechanisms using finite elemenîs and quaternionalgebra. rOmp. mech. 4(1989), 115-135.

3) Samtech, Bacon handleiding 4.1. Luik, 1991.

4) Samtech, Introductie handleiding 4.1. Luik, 1991.

5) Samtech, Mecano handleiding 4.1. Luik, 1991.

6) Samtech, Postfac handleiding 4.1. Luik, 1991.

'7) Sauren, A., Giesen, H.: Practicum multibody dynamica, TUE, 1991

8) Samtech, Bacon handleiding 5.0. Luik, 1992.

9) Sanaaitech, Mecant? handleiding 5.8. Luik, 1992.

10) Thijssen, E., Optimization of multibody systems, The SLP-method linked to the Samcef-Mecano multibody software. WFW-rapport 93.151. Technische Universiteit Eindhoven, 1993.

~~


samcef - purebinnen samcef bestaat een commando uit een punt gevolgd door een drie-letter-code. na...

Documents