point mass的案例
設(shè)計(jì)仿真 | Adams Action Only 函數(shù)的工程應(yīng)用
自定義約束如下：
dX(POINT_MASS_1.cm)-ao(dX(PART_2.cm))
dY(POINT_MASS_1.cm)-ao(dY(PART_2.cm))
dZ(POINT_MASS_1.cm)-ao(dZ(PART_2.cm))
之所以定義為上述形式，目的在于將點(diǎn)質(zhì)量始終與圓柱體也就是part_2的質(zhì)心重合。這樣就可以使用點(diǎn)質(zhì)量位置與圓柱體上的局部坐標(biāo)系進(jìn)行測(cè)量，方便測(cè)繪出其飛行過程中的所需角度值。
圖2 測(cè)試模型
這里為了說明問題，仿真時(shí)將重力先關(guān)閉。對(duì)其進(jìn)行了如下的測(cè)量：
圖 3繞圓柱軸線轉(zhuǎn)動(dòng)角度的測(cè)量
上圖為基于AO函數(shù)實(shí)現(xiàn)的測(cè)量，測(cè)出的結(jié)果與實(shí)際施加的相同，30度每秒*3秒=90度。說明了該種方法的正確性。
圖4 基于全局坐標(biāo)系的角度測(cè)量
上圖為直接通過AY函數(shù)對(duì)質(zhì)心的簡(jiǎn)單測(cè)量，最終值為86度，明顯與實(shí)際有差別。當(dāng)然，該種簡(jiǎn)單方式，可應(yīng)對(duì)單自由度作動(dòng)狀況下的角度測(cè)量，因?yàn)槠浠谌肿鴺?biāo)系完成。而本模型設(shè)定的為多自由度驅(qū)動(dòng)，該方法不適用。如果約束方程不用AO函數(shù)，而是直接改寫為如下狀態(tài)：
dX(POINT_MASS_1.cm)-dX(PART_2.cm)
dY(POINT_MASS_1.cm)-dY(PART_2.cm)
dZ(POINT_MASS_1.cm)-dZ(PART_2.cm)
如前所述，這樣類似于球鉸，兩個(gè)物體之間的相互作用力是完備的，從拉格朗日方程角度看，點(diǎn)質(zhì)量對(duì)圓柱體的約束反力和圓柱體對(duì)點(diǎn)質(zhì)量的約束反力都同時(shí)存在，兩者之間有正常的力學(xué)作用效果，要實(shí)現(xiàn)兩者廣義坐標(biāo)的同步運(yùn)行，需要耗費(fèi)更多的能量。
展開 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)系列（一）：臨界轉(zhuǎn)速與坎貝爾圖 ￥19
（摘自《轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)》鐘一諤 1987年 P14頁 ）
剛性支撐單圓盤轉(zhuǎn)子
2.理論解
僅考慮軸的彎曲不計(jì)軸的質(zhì)量，加上回轉(zhuǎn)效應(yīng)時(shí)的頻率方程為
通過上述渦動(dòng)頻率可繪制出坎貝爾圖，圖中的曲線與直線的交點(diǎn)為該轉(zhuǎn)子的一倍頻臨界轉(zhuǎn)速，共有三個(gè)，故該剛性支撐單圓盤轉(zhuǎn)子前三階固有頻率為：
2265.09 rpm
2333.85 rpm
8069.16 rpm
3.ANSYS APDL 分析
圓盤采用MASS21單元模擬，轉(zhuǎn)軸采用BEAM188單元模擬，軸的兩端為簡(jiǎn)支約束。其有限元模型如下圖所示，求解可得到各階渦動(dòng)頻率：
使用plorb命令輸出各階振型軌跡：
使用plcamp命令得到坎貝爾圖：
如上圖得到前三階臨界轉(zhuǎn)速為：
2263.8rpm
2333.0rpm
8078.1rpm
4.ANSYS Workbench分析
圓盤通過Point Mass模擬，轉(zhuǎn)軸在DM里面通過直線繪制賦予截面的方式模擬，軸的兩端為簡(jiǎn)支約束。其有限元模型如下圖所示，求解可得到各階渦動(dòng)頻率：
在Solution中導(dǎo)出前四階振型如下：
點(diǎn)擊Campbell Diagram輸出坎貝爾圖：
如上圖得到前三階臨界轉(zhuǎn)速為：
2226.4rpm
2293.8rpm
7928.1rpm
5.結(jié)果對(duì)比
誤差范圍內(nèi)，APDL和WB的精度均滿足需求。讀者可采用三維模型求解與一維模型結(jié)果對(duì)比，若圓盤沒使用Point Mass模擬而采用直接實(shí)體模型，得到的振型圖與一維模型結(jié)果略有差異。
展開 matlab轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)工具箱
Description: RotFE is a suite of programs that allows one to model rotating shafts mounted on bearings and with disks and point masses.
The programs were developed as a simple aid for research and Teaching (In: Imperial College London and Technion-Israel).
The program contains:
1) Rotfe ? A bending vibration modeling program: Uses Timoshenko beam elements and includes gyroscopic effects (due to rotation)
Also: Allows to model (i) anisotropic bearings (ii) misalignment (ii) rigid disks (damping)
- this program uses a standard TEXT input file with geometry and material constants + boundary conditions
2) modeplot2 - Graphical user interface to visualize the response
- computes critical speeds
- computes modeshapes, forward/backward whirling
3) Campbell ?
展開 電子產(chǎn)品中簡(jiǎn)單正確的PCBA模型 ￥2
一 分析背景
PCBA作為電子產(chǎn)品中必不可少的組件，常見的處理方法有實(shí)際建模、簡(jiǎn)化電子元器件、去除器件只留PCB板，簡(jiǎn)化為Point Mass等。根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)合選擇不同的方式。本例主要講述如何有效地簡(jiǎn)化為質(zhì)量點(diǎn)。
二 應(yīng)用場(chǎng)合
1. 首先實(shí)際建模基本不可行的，計(jì)算機(jī)能力的限制，很難做到實(shí)際建模。當(dāng)需要對(duì)特定元器件分析時(shí)，可以將此部分實(shí)際建模，其他部分仍簡(jiǎn)化處理。如BGA的疲勞分析。
2. 簡(jiǎn)化電子元器件；常常將電子元器件簡(jiǎn)化為規(guī)則體，然后將其與PCB組成PCBA。主要應(yīng)用與PCBA的模態(tài)分析，振動(dòng)分析。
3. 僅留PCB板；不考慮電子元器件的影響，僅僅考慮PCB的作用，可以用于PCB的預(yù)緊力應(yīng)變分析和簡(jiǎn)單熱應(yīng)變分析。
4. 簡(jiǎn)化為質(zhì)量點(diǎn)；考慮PCBA重量的影響，而不是剛度。主要用于分析外殼，鈑金等剛度遠(yuǎn)大于PCBA零部件，或PCBA剛度對(duì)其影響不大的元器件。如鈑金支架的振動(dòng)分析。但是需要考慮PCBA的重心和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
本例對(duì)第4種模型處理方法進(jìn)行詳細(xì)論述：
三 質(zhì)量點(diǎn)簡(jiǎn)化
1. 準(zhǔn)備工作：建立大元器件的等效材料庫。實(shí)際測(cè)量重量，結(jié)合FEM中的體積計(jì)算等效密度，如下圖。而且最好能夠預(yù)估PCBA整體重量。
展開 
質(zhì)量點(diǎn)在Abaqus中的設(shè)置
加入質(zhì)量為1000的質(zhì)量塊：所有的操作都在intercation模塊下的完成
1、加入?yún)⒖键c(diǎn)RF
2、在參考點(diǎn)上加入質(zhì)量點(diǎn)
Tools-special-Create-Point mass/intertia
3、將新加入的質(zhì)量點(diǎn) Coupling到一個(gè)相應(yīng)的面之上 ，否則該質(zhì)量點(diǎn)懸空在！
一定要記得將在初始速度中考慮該參考點(diǎn)，重新計(jì)算，可得到 動(dòng)能 1000，結(jié)果沒有問題。
Note：在Abaqus CAE下如果通過quere Mass property，是不考慮質(zhì)量點(diǎn)的，所以查詢的時(shí)候，顯示的仍然只有500，切記！ 要檢查質(zhì)量，請(qǐng)開打status 文件，會(huì)有質(zhì)量的提示。
展開 混合動(dòng)力汽車熱管理仿真軟件kuli
In KULI, the cell itself is
represented by two point masses that are connected with a thermal conductivity component. On the one hand this allows heat conduction in both directions and on the other hand the
cell’s thermal lag is also modeled appropriately. The final 1D simulation model of the entire battery module consists of the individual cells, piping and tubing, heat exchanger and coolant
pump。
參考文獻(xiàn)：Simulating Thermal Management of Battery Modules for the Propulsion of Hybrid Vehicles Peter Drage, Christian Kussmann, SebastianJagsch MAGNA STEYR Fahrzeugtechnik AG & CO KG Graz, Austria
更多案例，關(guān)注公眾號(hào)：電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)
展開 淺談電池系統(tǒng)1d熱仿真軟件KULI
In KULI, the cell itself is
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參考文獻(xiàn)：Simulating Thermal Management of Battery Modules for the Propulsion of Hybrid Vehicles Peter Drage, Christian Kussmann, SebastianJagsch MAGNA STEYR Fahrzeugtechnik AG & CO KG Graz, Austria
展開 WorkBench LS-DYNA電池箱撞擊仿真過程指導(dǎo)文檔，附講解視頻及模型文件 ￥86
添加點(diǎn)質(zhì)量操作如下，首先選中要添加點(diǎn)質(zhì)量的幾何體，然后鼠標(biāo)右鍵Insert，選擇Point Mass，然后選中該幾何體所有外邊緣，并添加2000kg質(zhì)量。
接下來我們?cè)O(shè)置電池包各零件間及撞擊體與防撞梁間接觸，首先鼠標(biāo)右擊Connections，然后左鍵點(diǎn)擊Insert，再點(diǎn)擊Connection Group，
接著將撞擊體隱藏，隱藏步驟如下圖，首先選中撞擊體，然后鼠標(biāo)右鍵調(diào)出功能區(qū)，鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊Hide Body，就完成了將撞擊體隱藏的操作，接下來將除撞擊體以外所有幾何體選中，為其設(shè)置4mm的容差值，如下圖，
然后鼠標(biāo)右鍵Connections Group，左鍵選擇Great Automatic Connections，便生成了一系列接觸，生成后，點(diǎn)擊其中之一Contact Region，可通過右面模型高亮部分確認(rèn)接觸面是否正確，然后在設(shè)置區(qū)選擇殼體頂面還是底面，使接觸面符合實(shí)際情況，其余接觸也需逐一檢查，確保接觸面設(shè)置正確，
接下來我們?yōu)樽矒趔w和防撞體設(shè)置接觸，鼠標(biāo)右鍵Contacts，然后左鍵點(diǎn)擊Insert，再選擇Manual Contact Region，
接下來在定義區(qū)設(shè)置接觸面、目標(biāo)面等，在選擇一系列接觸面時(shí)，可通過智能多選功能實(shí)現(xiàn)，點(diǎn)擊智能多選按鈕，鼠標(biāo)雙擊其中任意一面，便將整個(gè)面擴(kuò)選中，分別選擇好撞擊體和防撞梁相應(yīng)接觸面后，為其設(shè)置動(dòng)摩擦系數(shù)和靜摩擦系數(shù)均為0.2的摩擦接觸，如下圖。
展開 彈丸沖擊侵徹平板（ABAQUS 6.16幫助文檔第2.1.4節(jié)）
這些節(jié)點(diǎn)充當(dāng)自由浮動(dòng)質(zhì)點(diǎn)（free-floating point masses），可以與主動(dòng)接觸面（active contact faces）發(fā)生接觸。為了便于比較，還進(jìn)行了節(jié)點(diǎn)侵蝕的分析，由此一旦周圍的所有單元都已失效，節(jié)點(diǎn)將從接觸計(jì)算中移除（可以節(jié)省計(jì)算量）。在本示例中，與自由節(jié)點(diǎn)（free-flying nodes）相關(guān)的動(dòng)量傳遞預(yù)計(jì)很大，因此不推薦使用節(jié)點(diǎn)侵蝕。
二、結(jié)果與分析
在分析的不同階段中發(fā)生的變形形狀如圖2.1.4–4至圖2.1.4–5所示，這些圖中僅顯示了激活單元（active elements）。
如2.1.4–5圖所示，彈丸最終穿透了裝甲平板，在分析過程中，大約彈丸的前半部分單元會(huì)失效。在2.1.4–5圖中可以看到一些激活單元的斷裂碎片。這些碎片的節(jié)點(diǎn)和暴露面可以參與接觸。不再附著于任何激活單元的節(jié)點(diǎn)僅在沒有節(jié)點(diǎn)侵蝕的分析（對(duì)應(yīng)于第一個(gè)主INP文件）過程中參與接觸。
圖2.1.4–6分別比較了進(jìn)行節(jié)點(diǎn)侵蝕和不進(jìn)行節(jié)點(diǎn)侵蝕的分析的總動(dòng)能變化。對(duì)于沒有節(jié)點(diǎn)侵蝕的模型，大約32%的初始動(dòng)能被吸收；而對(duì)于具有節(jié)點(diǎn)侵蝕的模型，大約26%的初始動(dòng)能被吸收。
圖 2.1.4–1 未變形網(wǎng)格單元
圖 2.1.4–2 在1.5微秒時(shí)的變形情況
圖 2.1.4–3 在3微秒時(shí)的變形情況
圖 2.1.4–4 在4.5微秒時(shí)的變形情況
圖 2.1.4–5 在6微秒時(shí)的變形情況
圖 2.1.4–6 動(dòng)能隨時(shí)間的變化.
三、inp 文件：（右鍵超鏈接，選擇另存為可直接下載相應(yīng)inp文件）
erode_material.inp
External file referenced in this input (material definition).
展開 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)ansys仿真流程方法 坎貝爾圖 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué) 臨界轉(zhuǎn)速 軸承
第二個(gè)和第三個(gè)點(diǎn)為軸承的支撐位置，設(shè)置remote point.
第四個(gè)位置和左側(cè)第一個(gè)位置相同，只是偏移了半徑方向很小的距離，表示不平衡的位置質(zhì)量。
3.軸承添加
設(shè)置好遠(yuǎn)端點(diǎn)之后，進(jìn)行支撐軸承的添加，在接觸中右鍵插入軸承Bearing。在以前的版本中在沒有軸承支撐的情況下采用三個(gè)方向的彈簧設(shè)置就行，workbench中的彈簧方便了軸承剛度的設(shè)置，在新的workbench中可以采用bearing添加，只要設(shè)置剛度即可，設(shè)置選項(xiàng)如下所示。主要為轉(zhuǎn)動(dòng)平面Y-Z，各個(gè)方向的彈簧剛度。彈簧剛度表水平方向，豎直方向和夾角方向，如圖所示.
右側(cè)軸承的設(shè)置方法同上，結(jié)果如下圖所示，會(huì)形成一個(gè)圓環(huán)表示。
4.添加質(zhì)量點(diǎn)
下面是質(zhì)量點(diǎn)的添加，在第一個(gè)遠(yuǎn)程點(diǎn)上添加point mass，表示齒輪，轉(zhuǎn)盤等大質(zhì)量的物體，如圖所示。同時(shí)需要進(jìn)行慣性矩的添加，可以在ANSYS中三維實(shí)體模型設(shè)置相應(yīng)的坐標(biāo)系后來測(cè)量數(shù)據(jù)，如下圖所示。
5.分析設(shè)置
支撐設(shè)置好之后進(jìn)行邊界條件的添加，主要是模態(tài)分析的設(shè)置，添加12階模態(tài).默認(rèn)的分析類型表示為沒有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)候的模態(tài)分析結(jié)果，不同的頻率對(duì)應(yīng)不同的振型.
在轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)中的分析設(shè)置中需要打開克利奧效應(yīng)，表示轉(zhuǎn)動(dòng)慣性的概念。添加坎貝爾圖的幾個(gè)節(jié)點(diǎn)。需要添加相應(yīng)的阻尼。在坎貝爾設(shè)置中添加兩三個(gè)節(jié)點(diǎn)即可，添加轉(zhuǎn)動(dòng)速度如圖所示。
定義軸承的固定的位置，將第二個(gè)和第三個(gè)遠(yuǎn)程點(diǎn)進(jìn)行固定約束，添加遠(yuǎn)端位移約束，釋放軸向移動(dòng)，固定橫向移動(dòng)。
6.結(jié)果查看
計(jì)算后可以查看結(jié)果。結(jié)果查看方法同普通的模態(tài)分析是相同的，可以得到不同模態(tài)下的振型效果，如圖所示。
在轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)中添加坎貝爾圖即可查看，可以得到坎貝爾圖，如下圖所示。
展開 ABAQUS基礎(chǔ)問答（第一期）
A:你試下先定義參考點(diǎn)，然后給參考點(diǎn)加上Point mass，具體在Interaction 模塊下的Special-Inertia里面可以找到。
30.Q:在邊界條件和加載時(shí)，總是有initial這個(gè)步，然后是我們自己定義的加載步，請(qǐng)問這 個(gè)initial步,能不能去掉？
A:不能去掉,所有的分析都有,是默認(rèn)的步。
持續(xù)更新，歡迎轉(zhuǎn)載。
最后，感謝技術(shù)鄰藍(lán)牙老師幫助編寫，如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)署名技術(shù)鄰！
ABAQUS中的光滑粒子流體動(dòng)力學(xué) ( SPH ) 方法
默認(rèn)情況下，粒子不是通用接觸域中的一部分，這與一維單元（1-node elements）類似（例如point masses）。默認(rèn)的粒子接觸厚度與在截面定義中指定的特征長(zhǎng)度值相同；因此，為了實(shí)現(xiàn)接觸，粒子的接觸行為等效成一個(gè)球體，其半徑等于小立方體（與粒子相關(guān)聯(lián)的）的內(nèi)接球的半徑。
對(duì)于PC3D單元，接觸厚度不能為0，否則計(jì)算難以收斂。推薦使用默認(rèn)的或指定合理的接觸厚度。
允許在使用PC3D單元定義的不同部件間建立接觸關(guān)系。但是，只有當(dāng)相互碰撞的SPH部件是由相同的流體材料組成時(shí)，接觸才有意義。例如水滴落入裝水的桶中。在與固體相關(guān)的應(yīng)用中，比如子彈穿透裝甲板，建模時(shí)一個(gè)部件必須使用常規(guī)有限元定義。
粒子和歐拉體之間不能定義接觸。
Input 輸入文件使用：
使用下列語句來定義網(wǎng)格單元或解析剛體面與粒子定義的面之間的接觸:
*CONTACT
*CONTACT INCLUSIONS
node-based particle surface, element-based/analytical_surface
輸出
PC3D單元能夠輸出連續(xù)介質(zhì)單元所有的與力學(xué)相關(guān)的參數(shù)：應(yīng)力，應(yīng)變，能量，狀態(tài)變量，場(chǎng)，用戶自定義變量。Abaqus/Explicit分析中的所有節(jié)點(diǎn)變量均可輸出。
限制
SPH法有以下限制:
· 該方法在變形不太嚴(yán)重,單元不扭曲時(shí)不如一般的拉格朗日有限元分析準(zhǔn)確，在較大的變形時(shí)不如耦合歐拉-拉格朗日分析準(zhǔn)確。SPH方法主要用于傳統(tǒng)有限元方法或CEL法使用受限時(shí)，或者計(jì)算成本很高時(shí)。
· 當(dāng)材料處于拉應(yīng)力狀態(tài)，粒子的運(yùn)動(dòng)將變得不穩(wěn)定，導(dǎo)致所謂的拉伸失穩(wěn)。這種不穩(wěn)定性，與標(biāo)準(zhǔn)SPH法的插值技術(shù)密切相關(guān)，在模擬固體拉伸時(shí)尤其明顯。
展開 AQWA格式命令詳解
This point is clarified below
1）AQWA-DRIFT - Not applicable.
2）AQWA-FER - Not yet implemented. Note that Morison DRAG is a non-linear force which must be linearised before a frequency domain solution can be applied.
3）AQWA-LIBRIUM - Accepts all elements. Note that only the DRAG parameters are relevant, as a steady state solution has zero ADDED MASS and SLAM force.
4）AQWA-LINE - Not yet implemented. At present will only accept diffracting and point mass elements.
5）AQWA-NAUT - Accepts all elements and parameters.
3.
展開 《SFE concept從入門到精通》專業(yè)教材
II
**********軟件操作篇**********. 1
第1章 軟件基本操作... 2
1.1 SFE操作界面... 2
1.2 軟件界面操作... 2
1.2.1 File菜單... 4
1.2.2 View菜單... 8
1.2.3 Update菜單... 9
1.2.4 Visi菜單... 10
1.2.5 Util菜單... 10
1.2.6 Setup菜單... 15
1.3 控制方式... 18
第2章 SFE構(gòu)成要素... 22
2.1 基本構(gòu)成元素... 22
2.2 高級(jí)構(gòu)成元素... 23
2.3 高級(jí)元素之間連接... 24
2.4 SFE主要元素... 24
2.5 模型菜單... 25
2.6 SFE名稱縮寫... 27
第3章 零部件命名... 29
3.1 頂級(jí)命名... 29
3.2 二級(jí)命名... 29
3.3 三級(jí)命名... 29
3.4 四級(jí)命名... 29
3.4 五級(jí)命名... 30
3.5 英文簡(jiǎn)寫對(duì)照表... 30
3.6 命名標(biāo)準(zhǔn)參照... 32
3.6.1 主要總成名稱... 32
3.6.2 前艙部分零件名稱... 33
3.6.3 玻璃部分零件名稱... 35
3.6.4 頂蓋部分零件名稱... 35
3.6.5 前地板部分零件名稱... 36
3.6.6 后地板部分零件名稱... 37
3.6.7 側(cè)圍部分零件名稱... 38
第4章 Influence Point基點(diǎn)... 40
4.1 Influence Point創(chuàng)建... 40
4.1.1 網(wǎng)格取點(diǎn)創(chuàng)建... 40
4.1.2 兩點(diǎn)之間創(chuàng)建... 42
4.1.3 局部坐標(biāo)系創(chuàng)建... 43
4.1.4 Auxiliary從點(diǎn)創(chuàng)建... 44
4.1.5 Assigned基點(diǎn)創(chuàng)建
展開 