Riešenie pružných mechanizmov pomocou metódy konečných prvkov - História úprav

Juraj na 10:14, 23. apríl 2013

2013-04-23T10:14:25Z

Juraj na 18:22, 11. december 2010

2010-12-11T18:22:03Z

Juraj na 18:18, 27. september 2010

2010-09-27T18:18:41Z

Privara na 12:55, 27. september 2010

2010-09-27T12:55:25Z

Privara na 12:53, 27. september 2010

2010-09-27T12:53:10Z

Privara: Vytvorená stránka „== == Keďže pružné mechanizmy sú zhotovené z materiálov ktoré podstupujú veľké pružné deformácie pri malej zmene objemu, je veľmi ťažké ich výpočet. Ne…“

2010-09-27T12:49:38Z

Vytvorená stránka „== == Keďže pružné mechanizmy sú zhotovené z materiálov ktoré podstupujú veľké pružné deformácie pri malej zmene objemu, je veľmi ťažké ich výpočet. Ne…“

Nová stránka

== ==

Keďže pružné mechanizmy sú zhotovené z materiálov ktoré podstupujú veľké pružné deformácie pri malej zmene objemu, je veľmi ťažké ich výpočet. Nedajú sa vypočítať ako staticky lineárne úlohy, z dôvodu že ich deformácia je plne elastická. Aby sme získali obraz o závislosti napätia a pomernej deformácii je potrebné vykonať ťahovú skúšku a jej výsledky použijeme ako vstupné parametre pre metódu konečných prvkov. Táto metóda je použiteľná za pomoci počítača. Je to spôsob výpočtu pomocou matematického modelu, ktorý sa vytvorí na základe vymodelovaného tvaru súčiastky a zadaní okrajových podmienok.
Pri konštruovaní súčiastok namáhaných či už tepelne alebo mechanicky je veľmi vhodnou a v poslednej dobe aj čoraz častejšie využívanou podpornou metódou tzv. FEM (Finite Element Method) modelovanie. Použitím metódy konečných prvkov a pomocou programov (napr. ANSYS, ABAQUS, COMSOL Multiphysics) je možné simulovať zaťaženie súčiastky a vypočítať tak pôsobenie zaťaženia v objeme. Jedná sa najmä o distribúciu napätí a nájdenie najkritickejších miest s vysokou lokálnou hodnotou napätia.

==Postup pri simulácii v programe COMSOL Multiphysics==

V prvom rade je potrebné programu dodať samotný model súčiastky, ktorý sa dá narysovať priamo v danom programe alebo v ktoromkoľvek kresliacom konštruktérskom programe (Autocad) s jeho následným importovaním do FEM programu.
Po vytvorení modelu súčiastky , musíme programu zadať materiálové vlastnosti pre jednoduché výpočty statického zaťažovania (väčšina súčiastok v strojárstve) programu. Pre správne fungovanie väčšinou postačujú hodnoty veľkosti modulu pružnosti, poissonovho čísla (predstavuje absolútnu hodnotu podielu pomerných deformácií), prípadne hustoty. Veľký dôraz je potrebné klásť na jednotky zadávaných veličín!

[[Image:zadanie mat vlastnosti.jpg|center|framed|Obr 6.1 Zadanie materialových vlastnosti v programe COMSOL multiphysics ]]

@@ Riadok 16: / Riadok 16: @@
 Ďalej nasleduje zaťaženie súčiastky, ktorú je potrebné najprv „ukotviť“, teda určiť pre niektoré z bodov alebo plôch súčiastky počet stupňov voľnosti. Potom  aplikujeme vonkajšie napätie.
-Po  fáze zaťažovania nasleduje presne prevedenie výpočtu. Dôležitým krokom býva nastavenie dĺžky časového kroku výpočtu, resp. počtu krokov, pretože počas výpočtu musí dochádzať ku tzv. iterácii. Metódy iterácie sú užitočné pri riešení (spravidla) veľkých sústav lineárnych rovníc postupným približovaním sa k presnému riešeniu.
+Po  fáze zaťažovania nasleduje presne prevedenie výpočtu. Dôležitým krokom býva nastavenie dĺžky časového kroku výpočtu, resp. počtu krokov, pretože počas výpočtu musí dochádzať ku tzv. iterácii. Metódy iterácie sú užitočné pri riešení (spravidla) veľkých sústav lineárnych rovníc postupným približovaním sa k presnému riešeniu [6].
 [[Image:vysldok.jpg|center|framed|Obr 7.3 Výsledok simulácie v programe COMSOL multiphysics]]
@@ Riadok 39: / Riadok 39: @@
 [5] 	KEOSCHKERJAN, R., WURMUS, H. A novel microgripper with parallel movement of gripping arms.

@@ Riadok 1: / Riadok 1: @@
-{{Praca_uvod|6|Použitie mikrouchopovačov MEMS|Základné problémy pri návrhu mikrouchopovača|Čo je to MEMS alebo MST?|Pružné Mechanizmy|Pružné kĺby|Materiál pre mikrouchopovače|Riešenie pružných mechanizmov pomocou metódy konečných prvkov|Návrh mikrouchopovača}}
+{{Praca_uvod|7|Použitie mikrouchopovačov MEMS|Čo je to MEMS alebo MST?|Základné problémy pri návrhu mikrouchopovača|Pružné Mechanizmy|Pružné kĺby|Materiál pre mikrouchopovače|Návrh mikrouchopovača|Riešenie pružných mechanizmov pomocou metódy konečných prvkov}}
+__TOC__
 Keďže pružné mechanizmy sú zhotovené z materiálov ktoré podstupujú veľké pružné deformácie pri malej zmene objemu, je veľmi ťažké ich výpočet. Nedajú sa vypočítať ako staticky lineárne úlohy, z dôvodu že ich deformácia je plne elastická. Aby sme získali obraz o závislosti napätia a pomernej deformácii je potrebné vykonať ťahovú skúšku a jej výsledky použijeme ako vstupné parametre pre metódu konečných prvkov. Táto metóda je použiteľná za pomoci počítača. Je to spôsob výpočtu pomocou matematického modelu, ktorý sa vytvorí na základe vymodelovaného tvaru súčiastky a zadaní okrajových podmienok.
 Pri konštruovaní súčiastok namáhaných či už tepelne alebo mechanicky je veľmi vhodnou a v poslednej dobe aj čoraz častejšie využívanou podpornou metódou tzv. FEM (Finite Element Method) modelovanie. Použitím metódy konečných prvkov a pomocou programov (napr. ANSYS, ABAQUS, COMSOL Multiphysics) je možné simulovať zaťaženie súčiastky a vypočítať tak pôsobenie zaťaženia v objeme. Jedná sa najmä o distribúciu napätí a nájdenie najkritickejších miest s vysokou lokálnou hodnotou napätia.
 ==Postup pri simulácii v programe COMSOL Multiphysics==
 V prvom rade je potrebné programu dodať samotný model súčiastky, ktorý sa dá narysovať priamo v danom programe alebo v ktoromkoľvek kresliacom konštruktérskom programe (Autocad) s jeho následným importovaním do FEM programu.
 Po vytvorení modelu súčiastky , musíme programu zadať materiálové vlastnosti pre jednoduché výpočty statického zaťažovania (väčšina súčiastok v strojárstve) programu. Pre správne fungovanie väčšinou postačujú hodnoty veľkosti modulu pružnosti, poissonovho čísla (predstavuje absolútnu hodnotu podielu pomerných deformácií), prípadne hustoty. Veľký dôraz je potrebné klásť na jednotky zadávaných veličín!
-[[Image:zadanie mat vlastnosti.jpg|center|framed|Obr 6.1 Zadanie materialových vlastnosti v programe COMSOL multiphysics  ]]
+[[Image:zadanie mat vlastnosti.jpg|center|framed|Obr 7.1 Zadanie materiálových vlastnosti do programu ]]
 Po zadaní materiálových vlastností nasleduje navrhnutie a vytvorenie tzv. siete (mesh). Súčiastka sa rozdelí na množstvo malých elementov, napríklad na hexagonály tehličkového tvaru (brick elements), pričom každý z elementov má vo svojich uzlových bodoch (nodes) definované materiálové vlastnosti, ktoré sme programu zadali v predchádzajúcom kroku. Vytvorenie siete je najdôležitejším krokom pred samotným výpočtom, pretože pri generácii zle navrhnutej siete môže dochádzať k deformovaniu elementov v oblastiach so zložitým tvarom súčiastky – to následne pri výpočte zapríčiní, že program nedokáže výpočet dokončiť. Tvarovo zložité oblasti je preto vhodné opatriť jemnejšou sieťou.
-[[Image:mesh.jpg|center|framed|Obr 6.2 Mesh  ]]
+[[Image:mesh.jpg|center|framed|Obr 7.2 Vytvorenie siete (mesh)]]
 Ďalej nasleduje zaťaženie súčiastky, ktorú je potrebné najprv „ukotviť“, teda určiť pre niektoré z bodov alebo plôch súčiastky počet stupňov voľnosti. Potom  aplikujeme vonkajšie napätie.
 Po  fáze zaťažovania nasleduje presne prevedenie výpočtu. Dôležitým krokom býva nastavenie dĺžky časového kroku výpočtu, resp. počtu krokov, pretože počas výpočtu musí dochádzať ku tzv. iterácii. Metódy iterácie sú užitočné pri riešení (spravidla) veľkých sústav lineárnych rovníc postupným približovaním sa k presnému riešeniu.
-[[Image:vysldok.jpg|center|framed|Obr 6.13 Výsledok simulacie  ]]
+[[Image:vysldok.jpg|center|framed|Obr 7.3 Výsledok simulácie v programe COMSOL multiphysics]]

← Staršia verzia		Verzia zo dňa a času 18:18, 27. september 2010
Riadok 1:		Riadok 1:
		+	{{Praca_uvod\|6\|Použitie mikrouchopovačov MEMS\|Základné problémy pri návrhu mikrouchopovača\|Čo je to MEMS alebo MST?\|Pružné Mechanizmy\|Pružné kĺby\|Materiál pre mikrouchopovače\|Riešenie pružných mechanizmov pomocou metódy konečných prvkov\|Návrh mikrouchopovača}}
		+
	Keďže pružné mechanizmy sú zhotovené z materiálov ktoré podstupujú veľké pružné deformácie pri malej zmene objemu, je veľmi ťažké ich výpočet. Nedajú sa vypočítať ako staticky lineárne úlohy, z dôvodu že ich deformácia je plne elastická. Aby sme získali obraz o závislosti napätia a pomernej deformácii je potrebné vykonať ťahovú skúšku a jej výsledky použijeme ako vstupné parametre pre metódu konečných prvkov. Táto metóda je použiteľná za pomoci počítača. Je to spôsob výpočtu pomocou matematického modelu, ktorý sa vytvorí na základe vymodelovaného tvaru súčiastky a zadaní okrajových podmienok.		Keďže pružné mechanizmy sú zhotovené z materiálov ktoré podstupujú veľké pružné deformácie pri malej zmene objemu, je veľmi ťažké ich výpočet. Nedajú sa vypočítať ako staticky lineárne úlohy, z dôvodu že ich deformácia je plne elastická. Aby sme získali obraz o závislosti napätia a pomernej deformácii je potrebné vykonať ťahovú skúšku a jej výsledky použijeme ako vstupné parametre pre metódu konečných prvkov. Táto metóda je použiteľná za pomoci počítača. Je to spôsob výpočtu pomocou matematického modelu, ktorý sa vytvorí na základe vymodelovaného tvaru súčiastky a zadaní okrajových podmienok.
	Pri konštruovaní súčiastok namáhaných či už tepelne alebo mechanicky je veľmi vhodnou a v poslednej dobe aj čoraz častejšie využívanou podpornou metódou tzv. FEM (Finite Element Method) modelovanie. Použitím metódy konečných prvkov a pomocou programov (napr. ANSYS, ABAQUS, COMSOL Multiphysics) je možné simulovať zaťaženie súčiastky a vypočítať tak pôsobenie zaťaženia v objeme. Jedná sa najmä o distribúciu napätí a nájdenie najkritickejších miest s vysokou lokálnou hodnotou napätia.		Pri konštruovaní súčiastok namáhaných či už tepelne alebo mechanicky je veľmi vhodnou a v poslednej dobe aj čoraz častejšie využívanou podpornou metódou tzv. FEM (Finite Element Method) modelovanie. Použitím metódy konečných prvkov a pomocou programov (napr. ANSYS, ABAQUS, COMSOL Multiphysics) je možné simulovať zaťaženie súčiastky a vypočítať tak pôsobenie zaťaženia v objeme. Jedná sa najmä o distribúciu napätí a nájdenie najkritickejších miest s vysokou lokálnou hodnotou napätia.

← Staršia verzia		Verzia zo dňa a času 12:55, 27. september 2010
Riadok 8:		Riadok 8:

	[[Image:zadanie mat vlastnosti.jpg\|center\|framed\|Obr 6.1 Zadanie materialových vlastnosti v programe COMSOL multiphysics ]]		[[Image:zadanie mat vlastnosti.jpg\|center\|framed\|Obr 6.1 Zadanie materialových vlastnosti v programe COMSOL multiphysics ]]
		+
		+	Po zadaní materiálových vlastností nasleduje navrhnutie a vytvorenie tzv. siete (mesh). Súčiastka sa rozdelí na množstvo malých elementov, napríklad na hexagonály tehličkového tvaru (brick elements), pričom každý z elementov má vo svojich uzlových bodoch (nodes) definované materiálové vlastnosti, ktoré sme programu zadali v predchádzajúcom kroku. Vytvorenie siete je najdôležitejším krokom pred samotným výpočtom, pretože pri generácii zle navrhnutej siete môže dochádzať k deformovaniu elementov v oblastiach so zložitým tvarom súčiastky – to následne pri výpočte zapríčiní, že program nedokáže výpočet dokončiť. Tvarovo zložité oblasti je preto vhodné opatriť jemnejšou sieťou.
		+
		+	[[Image:mesh.jpg\|center\|framed\|Obr 6.2 Mesh ]]
		+
		+	Ďalej nasleduje zaťaženie súčiastky, ktorú je potrebné najprv „ukotviť“, teda určiť pre niektoré z bodov alebo plôch súčiastky počet stupňov voľnosti. Potom aplikujeme vonkajšie napätie.
		+	Po fáze zaťažovania nasleduje presne prevedenie výpočtu. Dôležitým krokom býva nastavenie dĺžky časového kroku výpočtu, resp. počtu krokov, pretože počas výpočtu musí dochádzať ku tzv. iterácii. Metódy iterácie sú užitočné pri riešení (spravidla) veľkých sústav lineárnych rovníc postupným približovaním sa k presnému riešeniu.
		+
		+	[[Image:vysldok.jpg\|center\|framed\|Obr 6.13 Výsledok simulacie ]]

← Staršia verzia		Verzia zo dňa a času 12:53, 27. september 2010
Riadok 1:		Riadok 1:
−	~~== ==~~
−
	Keďže pružné mechanizmy sú zhotovené z materiálov ktoré podstupujú veľké pružné deformácie pri malej zmene objemu, je veľmi ťažké ich výpočet. Nedajú sa vypočítať ako staticky lineárne úlohy, z dôvodu že ich deformácia je plne elastická. Aby sme získali obraz o závislosti napätia a pomernej deformácii je potrebné vykonať ťahovú skúšku a jej výsledky použijeme ako vstupné parametre pre metódu konečných prvkov. Táto metóda je použiteľná za pomoci počítača. Je to spôsob výpočtu pomocou matematického modelu, ktorý sa vytvorí na základe vymodelovaného tvaru súčiastky a zadaní okrajových podmienok.		Keďže pružné mechanizmy sú zhotovené z materiálov ktoré podstupujú veľké pružné deformácie pri malej zmene objemu, je veľmi ťažké ich výpočet. Nedajú sa vypočítať ako staticky lineárne úlohy, z dôvodu že ich deformácia je plne elastická. Aby sme získali obraz o závislosti napätia a pomernej deformácii je potrebné vykonať ťahovú skúšku a jej výsledky použijeme ako vstupné parametre pre metódu konečných prvkov. Táto metóda je použiteľná za pomoci počítača. Je to spôsob výpočtu pomocou matematického modelu, ktorý sa vytvorí na základe vymodelovaného tvaru súčiastky a zadaní okrajových podmienok.
	Pri konštruovaní súčiastok namáhaných či už tepelne alebo mechanicky je veľmi vhodnou a v poslednej dobe aj čoraz častejšie využívanou podpornou metódou tzv. FEM (Finite Element Method) modelovanie. Použitím metódy konečných prvkov a pomocou programov (napr. ANSYS, ABAQUS, COMSOL Multiphysics) je možné simulovať zaťaženie súčiastky a vypočítať tak pôsobenie zaťaženia v objeme. Jedná sa najmä o distribúciu napätí a nájdenie najkritickejších miest s vysokou lokálnou hodnotou napätia.		Pri konštruovaní súčiastok namáhaných či už tepelne alebo mechanicky je veľmi vhodnou a v poslednej dobe aj čoraz častejšie využívanou podpornou metódou tzv. FEM (Finite Element Method) modelovanie. Použitím metódy konečných prvkov a pomocou programov (napr. ANSYS, ABAQUS, COMSOL Multiphysics) je možné simulovať zaťaženie súčiastky a vypočítať tak pôsobenie zaťaženia v objeme. Jedná sa najmä o distribúciu napätí a nájdenie najkritickejších miest s vysokou lokálnou hodnotou napätia.