PL
 |
EN
Preferencje help
Polish version English version Język
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 22

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  dynamika układów wieloczłonowych
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
1
Content available Simulation of a deployable tensegrity column based on the finite element modeling and multibody dynamics simultions
Al Sabouni-Zawadzka A., Zawadzki A.
Archives of Civil Engineering
|
2020
|
Vol. 66, nr 4
543--560
EN
The present paper is dedicated to the analysis of deployable tensegrity columns. The main aim of this work is to present a technique, developed by combining the finite element (FE) analysis and the multibody dynamics (MBD) simulation, which enables precise and reliable simulations of deployable structures. While the finite element model of the column provides information on structural behavior in the deployed state, the dynamical modeling allows to analyze various deployment scenarios, choose active cables for the deployment and for the self-stress application, and to control distributions of internal forces during the assembly process. An example of a deployable column based on a popular tensegrity module - a 3-strut simplex - is presented. By analyzing the proposed column with the use of the developed method it is proven that the technique is suitable for complex simulations of deployable systems.
PL
W pracy został poruszony problem analizy rozwijalnych słupów tensegrity. Głównym celem opracowania jest zaprezentowanie techniki pozwalającej na zapewnienie niezawodnych symulacji tego typu struktur. Zaproponowana technika wykorzystuje metodę elementów skończonych (MES) oraz symulacje dynamiki układów wieloczłonowych (MBD). Metoda elementów skończonych dostarcza informacji odnośnie zachowania konstrukcji w stanie rozwiniętym, podczas gdy analiza dynamiki układu wieloczłonowego daje informacje dotyczące zachowania układu podczas realizacji różnych scenariuszy rozwijania, wyboru aktywnych cięgien, wartości samonaprężenia oraz rozkładu sił w elementach podczas rozwijania. Połączenie MES i MBD daje możliwość dokładnych i niezawodnych symulacji skomplikowanych struktur do jakich należą rozwijalne konstrukcje tensegrity.
2
Content available Parallel computations and co-simulation in universal mechanism software. Part 2: Examples
Pogorelov Dmitry, Rodikov Alexander, Kovalev Roman
Transport Problems
|
2019
|
T. 14, z. 4
31--38
EN
The second part of the paper continues a discussion on the topic of paralel computations in railway dynamics. The algorithms described in the first part of the paper are applied to parallel simulation on computers with multicore processors of six different models of rail vehicles and trains with the number of degrees of freedom from about one hundred to more than 20 thousands. A considerable simulation speedup is reported. In addition, an example of evaluation of wheel profile wear on multicore processors and comparison of different approaches to multi-variant computations are considered.
3
Content available Parallel computations and co-simulation in universal mechanism software. Part 1: Algorithms and implementation
Pogorelov Dmitry, Rodikov Alexander, Kovalev Roman
Transport Problems
|
2019
|
T. 14, z. 3
163--175
EN
Parallel computations speed up simulation of multibody system dynamics, in particular, dynamics of railway vehicles and trains. It is important for reduction of required time at the stage of new railway vehicle design, for increase of complexity of studied problems and for real-time applications. We consider realization of paralel computations in Universal Mechanism software in three different areas: simulation of rail vehicle and train dynamics, evaluation of wheel profile wear and multi-variant computations. The use of clusters for parallel running of multi-variant computations is illustrated. Co-simulation based on the interface between Universal Mechanism and Matlab/Simulink and other software tools is discussed.
4
Content available Influence of the local defect distribution on vibration characteristics of ball bearings
Liu Jing, Xu Yajun, Wang Linfeng, Xu Zidan, Tang Changke
Eksploatacja i Niezawodność
|
2019
|
Vol. 21, no. 3
485--492
EN
Local defects in ball bearings may occur at the center line of raceway and its surrounding areas. However, most current studies were concentrated in studying the influence of the local defect located at the centerline of raceway on the bearing vibrations, where the effects of local defects surround the centerline were ignored. To overcome this problem, based on Hertzian point contact theory and multi-body dynamic algorithm, a multi-body dynamic model considering the offset and angular distributions for a ball bearing with a local defect on its outer raceway is established. The influences of offset distance and skew angle between the geometric center of local defect and the centerline of outer raceway on the bearing vibrations are investigated. The relationship between the offset distance and the impulse waveform characteristics is obtained, as well as that between the skew angle and the impulse waveform characteristics. The results show that the offset distance and skew angle of the local defect have a great influence on the time-domain impulse waveform characteristics of the bearing accelerations. This paper can provide a useful guidance for the accurate diagnosis of early local fault in the ball bearings.
PL
Wady lokalne łożysk kulkowych mogą występować na linii środkowej bieżni oraz w otaczających ją obszarach. Jednak większość dotychczasowych badań nad wpływem wad lokalnych na drgania łożyska koncentruje się na wadach linii środkowej bieżni ignorując oddziaływanie wad zlokalizowanych w obszarach otaczających tę linię. Aby rozwiązać ten problem, w przedstawionej pracy wykorzystano teorię kontaktu Hertza oraz algorytm do analizy dynamiki układów wieloczłonowych, co pozwoliło na utworzenie modelu dynamiki układu wieloczłonowego uwzględniającego przesunięcie i rozkłady kątowe łożyska kulkowego z lokalną wadą na bieżni zewnętrznej. Badano wpływ wartości przesunięcia i kąta nachylenia między geometrycznym środkiem wady lokalnej a linią środkową bieżni zewnętrznej na drgania łożyska. Otrzymano zależności pomiędzy wartością przesunięcia a charakterystyką przebiegu impulsu, a także między kątem nachylenia a charakterystyką przebiegu impulsu. Wyniki pokazują, że wartość przesunięcia i kąt nachylenia wady lokalnej mają duży wpływ na przebieg przyspieszeń łożyska w dziedzinie czasu. Praca dostarcza pożytecznych wskazówek na temat trafnego diagnozowania lokalnych uszkodzeń łożysk kulkowych w ich wczesnych stadiach.
5
Content available Dynamics of the vehicle rear suspension system with electric motors mounted in wheels
Dukalski Piotr, Będkowski Bartłomiej, Parczewski Krzysztof, Wnęk Henryk, Urbaś Andrzej, Augustynek Krzysztof
Eksploatacja i Niezawodność
|
2019
|
Vol. 21, no. 1
125--136
EN
The dynamics analysis of the rear suspension system of the Fiat Panda III with electric motors mounted in wheels is presented in the paper. The simplified model of this system modeled using the multibody system dynamics method and the MSC. Adams package is proposed. In order to validate the proposed numerical model, the road tests were carried out consisting on passing the vehicle without motors in wheels at constant speed through the obstacle. The vertical displacement of the center of the vehicle wheel was measured during the tests. During the validation, parameters of the wheel-to-road contact, stiffness coefficients of springs and shock absorber damping coefficients of the suspension of the simulation model were modified so that the numerical results were consistent with the experiment. Further, such a tuned model was used to simulate the motion of suspension with the motors mounted into the wheels. The obtained results were validated, obtaining the accepted compatibility. In the following, a series of calculations was carried out in order to analyze the influence of stiffness coefficients of springs and shock absorber damping coefficients on the dynamic response of the suspension.
PL
W artykule przedstawiono analizę dynamiki układu tylnego zawieszenia samochodu Fiata Panda III z silnikami elektrycznymi wbudowanymi w koła. Uproszczony model układu uzyskano przez zastosowanie metod dynamiki układów wieloczłonowych i ich implementacji programowej w postaci pakietu MSC.Adams. W celu walidacji zaproponowanego modelu symulacyjnego wykonano testy drogowe polegające na przejeździe pojazdu bez silników wbudowanych w koła przez przeszkodę ze stałą prędkością. Podczas badań mierzono pionowe przemieszczenia środków kół pojazdu. W procesie walidacji modyfikowano parametry kontaktu koła z nawierzchnią, współczynniki sztywności sprężyn zawieszenia oraz współczynniki tłumienia amortyzatorów, tak aby otrzymać akceptowalną zgodność wyników numerycznych z eksperymentem. Dostrojony model symulacyjny został dalej użyty do symulacji ruchu zawieszenia z silnikami wbudowanymi w koła. Otrzymane wyniki dalej porównano z badaniami uzyskując akceptowalną zgodność. W pracy wykonano również szereg symulacji mających na celu zbadanie wpływu współczynników sztywności sprężyn zawieszenia i współczynników tłumienia amortyzatorów na odpowiedź dynamiczną układ tylnego zawieszenia.
6
Content available Design and Analysis of an Interconnected Suspension for a Small Off-Road Vehicle
Minaker B. P., Yao Z
Archive of Mechanical Engineering
|
2017
|
Vol. LXIV, nr 1
5--21
EN
The paper describes the design and multibody dynamic analysis of a mechanically interconnected suspension, as applied to a small off-road vehicle. Interconnected suspensions use some sort of connection between the axles of a vehicle in order improve ride quality or vehicle handling. In principle, the connection may be hydraulic, pneumatic, or mechanical, but for installation in a typical passenger car, a mechanical connection would likely be impractical due to weight and complexity. In this paper, the vehicle in question is the University of Windsor SAE Baja off-road competition vehicle, and novel mechanical design is proposed. A multibody dynamic analysis is performed on the proposed design using the EoM open source multibody software developed by the University of Windsor Vehicle Dynamics and Control research group in order to assess any potential performance improvements.
7
Content available Constraint embedding for vehicle suspension dynamics
Jain A., Kuo C., Jayakumar P., Cameron J.
Archive of Mechanical Engineering
|
2016
|
Vol. LXIII, nr 2
193--213
EN
The goal of this research is to achieve close to real-time dynamics performance for allowing auto-pilot in-the-loop testing of unmanned ground vehicles (UGV) for urban as well as off-road scenarios. The overall vehicle dynamics performance is governed by the multibody dynamics model for the vehicle, the wheel/terrain interaction dynamics and the onboard control system. The topic of this paper is the development of computationally efficient and accurate dynamics model for ground vehicles with complex suspension dynamics. A challenge is that typical vehicle suspensions involve closed-chain loops which require expensive DAE integration techniques. In this paper, we illustrate the use the alternative constraint embedding technique to reduce the cost and improve the accuracy of the dynamics model for the vehicle.
PL
Celem badań było uzyskanie osiągów bliskich dynamice czasu rzeczywistego, by umożliwić testowanie bezzałogowych pojazdów naziemnych (UGV) z autopilotem w zamkniętej pętli w warunkach ruchu miejskiego i jazdy terenowej. O ogólnych osiągach dynamicznych pojazdu decyduje model dynamiczny układu wielu ciał dla tego pojazdu, dynamika oddziaływań wzajemnych kół i podłoża i pokładowy system sterowania. Tematem artykułu jest opracowanie wydajnego obliczeniowo i dokładnego modelu dynamiki pojazdu naziemnego ze złożoną dynamiką zawieszenia. Wyzwanie polega na tym, że typowe zawieszenia pojazdów zawierają pętle łańcuchów zamkniętych, które wymagają kosztownych technik całkowania równań różniczkowo-algebraicznych (DAE). W artykule autorzy zilustrowali zastosowanie podejścia alternatywnego, metody więzów wbudowanych (Constraint Embedding, CE), co pozwala zredukować koszty obliczeniowe i poprawić dokładność modelu dynamiki pojazdu.
8
Content available Comparison of selected formulations for multibody system dynamics with redundant constraints
Pękal M., Frączek J.
Archive of Mechanical Engineering
|
2016
|
Vol. LXIII, nr 1
93--112
EN
This paper compares selected optimization-based methods for the analysis of multibody systems with redundant constraints. The following numerical schemes are examined: direct integration method, Udwadia-Kalaba formulation, two types of least-squares block solution method and Udwadia-Phohomsiri formulation. In order to compare efficiency of the algorithms, a series of simulations is performed on two exemplary McPherson struts. In the first variant, the mechanism has no redundant constraints whereas the other is overconstrained. Three constraint stabilization schemes are also compared in terms of integration errors.
PL
W pracy porównano wybrane metody analizy układów wieloczłonowych z więzami nadmiarowymi z zastosowaniem metod optymalizacji. Porównano następujące metody całkowania równań ruchu: metodę bezpośredniego całkowania, dwa rodzaje metody najmniejszych kwadratów oraz trzy różne sformułowania przedstawione w piśmiennictwie. Przeanalizowano trzy przypadki stabilizacji rozwiązania, przeprowadzono serie symulacji na dwóch przykładach mechanizmów kolumny McPhersona. Sformułowano wnioski co do efektywności rozwiązania układów równań ruchu mechanizmów, które mogą być przydatne dla doboru odpowiedniej metody całkowania.
9
Content available An enhanced tire model for dynamic simulation based on geometrically exact shells
Roller M., Betsch P., Gallrein A., Linn J.
Archive of Mechanical Engineering
|
2016
|
Vol. LXIII, nr 2
277--295
EN
In the present work, a tire model is derived based on geometrically exact shells. The discretization is done with the help of isoparametric quadrilateral finite elements. The interpolation is performed with bilinear Lagrangian polynomials for the mid-surface as well as for the director field. As time stepping method for the resulting differential algebraic equation a backward differentiation formula is chosen. A multilayer material model for geometrically exact shells is introduced, to describe the anisotropic behavior of the tire material. To handle the interaction with a rigid road surface, a unilateral frictional contact formulation is introduced. Therein a special surface to surface contact element is developed, which rebuilds the shape of the tire.
PL
Praca przedstawia opracowanie modelu opony w oparciu o koncepcję powłoki geometrycznie dokładnej. Dyskretyzację przeprowadzono z pomocą izoparametrycznych czworokątnych elementów skończonych. Do interpolacji wykorzystano wielomiany Lagrange’a, zarówno dla powierzchni pośrednich, jak i pola kierunku. Zastosowano formułę różniczkowania wstecznego jako metodę dyskretyzacji czasowej dla wynikowych równań różniczkowo-algebraicznych. Wprowadzono wielowarstwowy model materiału powłoki geometrycznie dokładnej by opisać anizotropowe właściwości materiału opony. W celu wyznaczenia interakcji między oponą i twardą nawierzchnią drogi wprowadzono sformułowanie jednostronnego kontaktu ciernego. Uzyskano tą drogą specjalny międzypowierzchniowy element kontaktowy, który odtwarza kształt opony.
10
Content available Type synthesis, modelling and analysis of the manipulator for wheel-legged robot
Szrek J., Muraszkowski A., Sperzyński P.
Acta Mechanica et Automatica
|
2016
|
Vol. 10, no. 2
87--91
EN
The aim of this article is to present the concept of wheel-legged mobile manipulator, which is a combination of mobile platform with specially selected suspension system and a manipulator. First, a literature review was performed and own solution proposed. The kinematic structure of manipulator, selected simulation results, physical model and the concept of the control system has been presented. Geometry synthesis was used to design basic dimension. Structural synthesis was performed according to the intermediate chain method. Simulations were performed using the multibody dynamics simulation software. New approach in the field of the mobile manipulators was presented as a result.
11
Content available remote Simulation of contact forces and contact characteristics during meshing of elastic beveloid gears
Do T. P., Ziegler P., Eberhard P.
Computer Assisted Methods in Engineering and Science
|
2014
|
Vol. 21, no. 2
91--111
EN
Beveloid gears, also known as conical involute gears with very complex tooth shapes, gain more and more importance in industrial practice due to their ability to realize gear stages with crossed axes. This is why they are frequently found in power transmissions. The most familiar application of beveloid gears is the reduction gear used in marine transmissions, but in the last few years they have also been used increasingly often in the automotive industry. In the last decade many studies on beveloid gears were published, however, the meshing between teeth and the contact characteristics during meshing of beveloid gears still have not been studied in detail using fully elastic models. In this work, the fully elastic multibody approach will be applied to study contact forces and contact characteristics including contact patterns during meshing of straight beveloid gears. To validate the fully elastic approach, simulation results of a beveloid gear pair by finite element method and by the fully elastic multibody system are compared. The comparison shows very good agreement.
12
Content available Simulation of elastic gears with non-standard flank profiles
Do T. P., Siegler P., Eberhard P.
Archive of Mechanical Engineering
|
2013
|
Vol. LX, nr 1
55--73
EN
There exist cases where precise simulations of contact forces do not allow modeling the gears as rigid bodies but a fully elastic description is needed. In this paper, a modally reduced elastic multibody system including gear contact based on a floating frame of reference formulation is proposed that allows very precise simulations of fully elastic gears with appropriately meshed gears in reasonable time even for many rotations. One advantage of this approach is that there is no assumption about the geometry of the gears and, therefore, it allows precise investigations of contacts between gears with almost arbitrary non-standard tooth geometries including flank profile corrections. This study presents simulation results that show how this modal approach can be used to efficiently investigate the interaction between elastic deformations and flank profile corrections as well as their influence on the contact forces. It is shown that the elastic approach is able to describe important phenomena like early addendum contact for insufficiently corrected profiles in dependence of the transmitted load. Furthermore, it is shown how this approach can be used for precise and efficient simulations of beveloid gears.
PL
Istnieją przypadki, gdy dla dokładnej symulacji sił kontaktowych nie można modelować kół zębatych jako ciał sztywnych, lecz jest potrzebny opis w pełni sprężysty. W artykule zaproponowano model systemu wielu ciał uwzględniajacy styki między zębami, modalnie zredukowany i z zastosowaniem układu odniesienia o płynnych ramach, umożliwiający bardzo dokładną symulację w pełni sprężystych kół zębatych o różnych rodzajach zazębienia. Symulacja jest możliwa dla znacznej liczby obrotów, przy czym wymagany czas obliczeń jest stosunkowo krótki. Zaletą tego podejścia jest, że nie wymaga ono założeń co to geometrii zębów, dzięki czemu można dokładnie badać zjawiska na stykach między zębami dla dowolnych, niestandardowych geometrii zębów, w tym również o skorygowanym profilu powierzchni bocznej. W artykule przedstawiono wyniki symulacji, które pokazują, że takie modalne podejście może być użyteczne przy badaniu zależności między odkształceniami sprężystymi a korekcją profili zębów, a także ich wpływu na siły kontaktowe. Pokazano, ze stosując model sprężysty można opisywać ważne zjawiska, takie jak wczesny kontakt głowy zęba w przypadku niedostatecznej korekcji profilu w zależności od przenoszonego obciążenia. Co więcej, pokazano że opisany sposób podejścia może być wykorzystany przy precyzyjnej i wydajnej symulacji przekładni stożkowych.
13
Content available Reduction of a vehicle multibody dynamic model using homotopy optimization
Hall A., Uchida T., Loch F., Schmitke C., McPhee J.
Archive of Mechanical Engineering
|
2013
|
Vol. LX, nr 1
23--35
EN
Despite the ever-increasing computational power of modern processors, the reduction of complex multibody dynamic models remains an important topic of investigation, particularly for design optimization, sensitivity analysis, parameter identification, and controller tuning tasks, which can require hundreds or thousands of simulations. In this work, we first develop a high-fidelity model of a production sports utility vehicle in Adams/Car. Single-link equivalent kinematic quarter-car (SLEKQ, pronounced “sleek”) models for the front and rear suspensions are then developed in MapleSim. To avoid the computational complexity associated with introducing bushings or kinematic loops, all suspension linkages are lumped into a single unsprung mass at each corner of the vehicle. The SLEKQ models are designed to replicate the kinematic behaviour of a full suspension model using lookup tables or polynomial functions, which are obtained from the high-fidelity Adams model in this work. The predictive capability of each SLEKQ model relies on the use of appropriate parameters for the nonlinear spring and damper, which include the stiffness and damping contributions of the bushings, and the unsprung mass. Homotopy optimization is used to identify the parameters that minimize the difference between the responses of the Adams and MapleSim models. Finally, the SLEKQ models are assembled to construct a reduced 10-degree-of-freedom model of the full vehicle, the dynamic performance of which is validated against that of the high-fidelity Adams model using four-post heave and pitch tests.
PL
Pomimo stale rosnącej mocy obliczeniowej współczesnych procesorów, redukcja złożonych, wieloczłonowych modeli dynamicznych pozostaje ważnym tematem badań, zwłaszcza dla optymalizacji projektowania, analizy wrażliwości, identyfikacji parametrów i optymalizacji sterowników, które mogą wymagać setek lub tysięcy symulacji. W pierwszej części pracy autorzy przedstawiają model o wysokiej wierności opracowany dla seryjnie produkowanego samochodu sportowo-użytkowego (SUV) przy pomocy oprogramowania Adams/Car (MSC.Software Corporation). Następnie w środowisku MapleSim (Waterloo Maple Inc.) zostały opracowane równoważne ćwiartkowe (quarter-car) modele kinematyczne o jednym połączeniu, typu SLEKQ, dla zawieszenia przedniego i tylnego. By uniknąć komplikacji obliczeniowych związanych z wprowadzeniem tulejowania lub pętli kinematycznych, wszystkie układy przenoszące zawieszenia zostały zastąpione pojedynczymi skupionymi nieresorowanymi masami w każdym rogu pojazdu. Zaprojektowane modele typu SLEKQ odtwarzają właściwości kinematyczne modelu kompletnego zawieszenia wykorzystując przy tym tablice przeglądowe lub funkcje wielomianowe, które zostały wcześniej wyznaczone za pomocą wysokiej wierności modelu typu Adams. Zdolność predykcyjna każdego modelu SLEKQ zależy od użycia właściwych parametrów opisujących nieliniowe sprężyny i amortyzatory, które uwzględniają sztywność i wpływ na tłumienie drgań wnoszony przez tulejowanie i nieresorowane masy. Optymalizację homotopową zastosowano w celu identyfikacji tych parametrów, które minimalizują różnice między odpowiedziami uzyskanymi w modelach typu Adams i SLEKQ. Ostatecznie, z modeli SLEKQ zostaje złożony zredukowany model o dziesięciu stopniach swobody reprezentujący cały pojazd. Właściwości dynamiczne tego modelu są poddane walidacji przez porównanie z właściwościami wysokiej wierności modelu typu Adams w czterokolumnowych testach kołysania i pochylania.
14
Content available remote Trajectory tracking problem for a redundantly actuated walking robot
Lipiński K.
International Journal of Applied Mechanics and Engineering
|
2010
|
Vol. 15, no 3
743-752
EN
In the paper, dynamics of the waking robots is considered. The robots under consideration are variable degrees of freedom systems. As in any variable degrees of freedom systems, in some of the configurations, the number of actuators exceeds the number of the system degrees of freedom. Thus alternative joint actuations can lead to the same motion of the robot. Such configuration is tested in the paper. In the redundantly actuated case, the traditional kinematics and dynamics cannot be applied directly. Different actuation strategies are tested on an exemplary test system. The main focus is set on the multibody model and on symmetrical/asymmetrical actuation strategy.
15
Content available remote Parallel algorithm for constrained multibody system dynamics with many degrees of freedom
Malczyk P., Frączek J.
International Journal of Applied Mechanics and Engineering
|
2010
|
Vol. 15, no 3
779-791
EN
This paper presents a parallel formulation for efficient multibody dynamics simulations with many degrees of freedom. The proposed method adopts a divide and conquer scheme and is formulated by using augmented Lagrangian formulation. The algorithm can accommodate situations, in which the Jacobian matrix is rank deficient, which may occur in analysing complex systems with redundant constraints and in singular positions. In addition, the constraint violation errors are kept under control of the user at position, velocity and acceleration levels. The method treats open and closed loop multibody systems in the same manner. Numerical experiments confirmed good performance of the formulation in the case of modest parallel computing resources available, especially for multibody systems with many degrees of freedom. Due to these characteristics the algorithm can be regarded as a tool for efficient dynamics simulations for general multibody systems.
16
Content available Swing-up control of mass body interlinked flexible tether
Abdullah M. A., Michitsuji Y., Takehara S., Nagai M., Miyajima N.
Archive of Mechanical Engineering
|
2010
|
Vol. LVII, nr 2
115-131
EN
One of the applications of tether system is in the field of satellite technology, where the mother ship and satellite equipment are connected with a cable. In order to grasp the motion of this kind of tether system in detail, the tether can be effectively modeled as flexible body and dealt by multibody dynamic analysis. In the analysis and modeling of flexible body of tether, large deformation and large displacement must be considered. Multibody dynamic analysis such as Absolute Nodal Coordinate Formulation with an introduction of the effect of damping force formulation can be used to describe the motion behavior of a flexible body. In this study, a parameter identification technique via an experimental approach is proposed in order to verify the modeling method. An example of swing-up control using the genetic algorithm control approach is performed through simulation and experiment. The validity of the model and availability of motion control based on multibody dynamics analysis are shown by comparison between numerical simulation and experiment.
PL
Systemy z uwięzią znajdują zastosowanie m.in. w technice satelitarnej, gdzie statek-matka i osprzęt satelitarny są złączone liną. By szczegółowo opisać ruch tego rodzaju układów, można modelować uwięź jako ciało elastyczne i stosować w obliczeniach metodę układów wieloczłonowych. W analizie i modelowaniu ciała podatnego - uwięzi, należy brać pod uwagę znaczne odkształcenia i przemieszczenia. By opisać dynamikę ciała podatnego można wykorzystać metodę układów wieloczłonowych, stosując sformułowanie w bezwzględnych współrzędnych węzłowych (Absolute Nodal Coordinate Formulation) i wprowadzając siły tłumienia. Celem weryfikacji metody modelowania, w przedstawionym studium proponuje się eksperymentalne podejście do identyfikacji parametrów. Przykładowe sterowanie wychyleniem, w którym wykorzystano genetyczny algorytm sterowania, zostało wykonane na drodze symulacji i eksperymentalnie. Zgodność modelu z rzeczywistością i użyteczność sterowania ruchem na podstawie analizy dynamiki układu wieloczłonowego zostały pokazane poprzez porównanie symulacji numerycznej i danych eksperymentalnych.
17
Content available Contact detection between convex superquadric surfaces
Fontes Portal R. J., Pereira Dias J. M., Gonçalves de Sousa L. A.
Archive of Mechanical Engineering
|
2010
|
Vol. LVII, nr 2
165-186
EN
This paper presents a methodology for contact detection between convex quadric surfaces using its implicit equations. With some small modifications in the equations, one can model superellipsoids, superhyperboloids of one or two sheets and supertoroids. This methodology is to be implemented on a multibody dynamics code, in order to simulate the interpenetration between mechanical systems, particularly, the simulation of collisions with motor vehicles and other road users, such as cars, motorcycles and pedestrians. The contact detection of two bodies is formulated as a convex nonlinear constrained optimization problem that is solved using two methods, an Interior Point method (IP) and a Sequential Quadratic Programming method (SQP), coded in MATLAB and FORTRAN environment, respectively. The objective function to be minimized is the distance between both surfaces. The design constraints are the implicit superquadrics surfaces equations and operations between its normal vectors and the distance itself. The contact points or the points that minimize the distance between the surfaces are the design variables. Computational efficiency can be improved by using Bounding Volumes in contact detection pre-steps. First one approximate the geometry using spheres, and then Oriented Bounding Boxes (OBB). Results show that the optimization technique suits for the accurate contact detection between objects modelled by implicit superquadric equations.
PL
W artykule przedstawiono metodologię wykrywania kontaktu między wypukłymi powierzchniami typu kwadryki (superkwadratowymi) opisanymi równaniami uwikłanymi. Po niewielkich modyfikacjach równań, można modelować uogólnione elipsoidy, hiperboloidy jedno- lub dwupowłokowe oraz toroidy. Opisana metodologia ma być zaimplementowana w programie do symulacji układów wieloczłonowych i służyć do modelowania wzajemnej penetracji układów mechanicznych, w szczególności do symulacji kolizji pojazdów mechanicznych z innymi użytkownikami dróg, takimi jak samochody, motocykle i piesi. Zagadnienie detekcji kontaktu między dwoma ciałami jest formułowane jako wypukły, nieliniowy problem optymalizacyjny z ograniczeniami, który jest rozwiązywany przy użyciu dwu metod: metody punktu wewnętrznego (Interior Point, IP) oraz metody sekwencyjnego programowania kwadratowego (Sequential Quadratic Programming, SQP), dostępnych odpowiednio w środowiskach MATLAB i FORTRAN. Funkcja celu podlegająca minimalizacji jest odległością pomiędzy obiema powierzchniami. Ograniczeniami optymalizacji są uwikłane równania powierzchni drugiego stopnia oraz operacje pomiędzy ich wektorami do nich normalnymi i odległością. Zmiennymi decyzyjnymi są punkty kontaktu lub punkty wyznaczające minimalną odległość pomiędzy powierzchniami. Efektywność obliczeniową można poprawić stosując metodę objętości otaczających (Bounding Volumes) we wstępnych krokach detekcji kontaktu. Najpierw aproksymuje się geometrię ciał za pomocą kul, a następnie zorientowanych prostopadłościanów otaczających (Oriented Bounding Boxes, OBB). Wyniki pokazują, że taka technika optymalizacji zapewnia dokładną detekcję kontaktu pomiędzy obiektami modelowanymi przy użyciu uwikłanych równań powierzchni drugiego stopnia.
18
Content available remote Evaluation of parallel efficiency in modeling of mechanisms using commercial multibody solvers
Malczyk P., Frączek J.
Archive of Mechanical Engineering
|
2009
|
Vol. LVI, nr 3
237-249
EN
Parallel computers are becoming more available. The natural way to improve computational efficiency of multibody simulations seems to be parallel processing. Within this work we are trying to estimate the efficiency of parallel computations performed using one of the commercial multibody solver. First, the short theoretical outline is presented to give the overview of modeling issues in multibody dynamics. Next, the experimental part is demonstrated. The series of dynamics analyses are carried out. The test mechanisms with variable number of bodies are used to gather the performance results of the solver. The obtained data allow for estimating the number of bodies, which are sufficient to gain benefits from parallel computing as well as their level. The parallel processing profits are taken into account in the case of contact forces present in the system. The performance benefits are indicated, when the multilink belt chain is simulated, in which contact forces are included in the model.
PL
W związku z szybkim rozwojem komputerów równoległych naturalną drogą poprawienia wydajności obliczeń symulacyjnych staje się wykorzystywanie możliwości przetwarzania równoległego. W ramach niniejszej pracy podjęto próbę oceny efektywności obliczeń równoległych, w przypadku obliczeń jednym z pakietów komercyjnych do modelowania układów mechanicznych. Początkowo zaprezentowano podstawy teoretyczne metody układów wieloczłonowych. Następnie zademonstrowano wyniki eksperymentalne. W pracy zrealizowano obliczenia dynamiki testowych układów mechanicznych o zmiennej liczbie członów, podczas których zarejestrowano czasy obliczeń sekwencyjnych i równoległych. Uzyskane charakterystyki wydajnościowe pozwoliły oszacować liczbę ogniw, przy której otrzymuje się zyski z obliczeń równoległych, a także wskazać ich poziom. W zakresie badań uwzględniono potencjalne korzyści ze stosowania przetwarzania równoległego w przypadku sił kontaktu, obecnych w modelu, na przykładzie symulacji wieloczłonowego mechanizmu łańcuchowego.
19
Content available remote Discrete model of a rope with scleronomic and rheonomic constraints
Fritzkowski P., Kamiński H.
Vibrations in Physical Systems
|
2008
|
Vol. 23
121--126
EN
A preliminary discrete model of a rope with scleronomic and rheonomic constraints is considered. Numerical experiments are performed and advantages of the applied algorithm are discussed in terms of total energy of the system. In case of the nonconservative model the work-energy relation is used to assess the computation efficiency. The next directions of the model development are outlined.
20
Content available remote Discrete model of a rope with members of a changeable length
Fritzkowski P., Kamiński H.
Vibrations in Physical Systems
|
2008
|
Vol. 23
127--132
EN
A discrete model of a rope with elements of a changeable length is considered. Scleronomic and rheonomic constraints are given to the system. Dynamic equations of motion are formulated and their complexity is presented from the computational point of view. Numerical experiments are performed and the obtained results are discussed in terms of the total energy of the system.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.