1 УДК 677.052.94.001.57:681.3 АСПЕКТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВЫТЯЖНОГО ПРИБОРА ПРЯДИЛЬНОЙ МАШИНЫ С.Ю. Муравьев
advertisement
Аспекты моделирования вытяжного прибора прядильной машины 1 УДК 677.052.94.001.57:681.3 АСПЕКТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВЫТЯЖНОГО ПРИБОРА ПРЯДИЛЬНОЙ МАШИНЫ С.Ю. Муравьев Статья посвящена поиску способов оптимизации метода граничных элементов при моделировании вытяжной пары, являющейся основным элементом вытяжного прибора, с целью выхода на режим моделирования в реальном времени в среде «Компас-График». Моделирование, вытяжная пара, метод граничных элементов. Базой для моделирования вытяжного прибора служит система, ранее описанная в литературе [1]. Переходя к моделированию вытяжного прибора целиком, необходимо рассмотреть возможные направления этой работы. Отличием нашего подхода является то, что он ориентирован на отечественную программную среду «Компас-График», а основным математическим аппаратом является метод граничных элементов (МГЭ), и поэтому необходимо оценить доступные методы его оптимизации. В зарубежных CAD-системах, например Solid Works, базирующейся, как и «КомпасГрафик», на ядре Para solid, использован метод конечных элементов (МКЭ), не позволяющий встраивать в реальном времени деформированный объект в твердотельную модель. Было рассмотрено несколько англоязычных работ по теме ускорения и оптимизации МГЭ. Среди них наибольший интерес представляют следующие статьи1: «Новый быстрый многополюсный метод граничных элементов для решения крупномасштабных двумерных задач теории упругости» [2], «Алгоритм быстрого граничного интеграла Галеркина» [3] и «Методы для ускорения вычисления МГЭ для обеспечения обновления виртуальной реальности решений напряжений» [4]. Среди них наибольший интерес представляет работа [4]. В ней описываются методы ускорения решения задач теории упругости малых размерностей с целью вывода результатов в реальном времени. Это достигается с помощью двух подходов: использование поисковых таблиц (look-up tables), содержащих предварительно вычисленные интегралы, и использование аппроксимированных аналитических 1 Названия статей переведены на русский язык. выражений производных от соответствующей поверхности. В модели выпускной пары можно выделить элементы, являющиеся постоянными с точки зрения сложности геометрии для данного варианта построения. Место приложения нагрузки также остается постоянным. По этой причине логично предложить обновление модели в реальном времени, взяв за основу [4]. Но число рифлей на тумбочке рифленого цилиндра может быть изменено. Это в свою очередь потребует соответствующего изменения числа граничных элементов, т.е. повторной дискретизации границы и нового анализа. Кроме того, учет неровноты продукта, влекущий за собой необходимость учета переменных факторов как геометрического, так и силового характера, самым существенным образом усложняет поставленную задачу. Возможны несколько путей ее решения. 1. Создание библиотеки готовых решений с ее использованием при прорисовке вытяжного прибора в движении. 2. Применение иной среды проектирования, использующей более гибкое и быстрое ядро, например T-Flex. (Здесь имеются проблемы, связанные с обменом данными и результатами моделирования с другими CAD-системами, а выигрыш в скорости прорисовки не так уж значителен). 3. Разработка собственных программных средств построения 3D-модели с сохранением результатов в одном из форматов, совместимых с существующими CAD-системами. Наиболее перспективным, на наш взгляд, является сочетание последнего варианта с первым, где узкоспециализированная расчетная программа выполняет и функции прорисовки деформируемых элементов проектируемой конструкции, которые передаются в стандартную среду твердотельного Аспекты моделирования вытяжного прибора прядильной машины моделирования в форме кадров или фреймов. При этом создается также библиотека (база данных) готовых решений, позволяющая разгрузить основную программу от излишних повторений расчетов при совпадении значений исходных данных. Естественно, что сравнение текущих значений исходных данных со значениями исходных данных готовых решений должно проводиться с учетом допустимых отклонений, уровни которых будут зависеть от точности моделирования и которые еще предстоит обоснованно задать. 2 Аспекты моделирования вытяжного прибора прядильной машины 3 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Муравьев С.Ю. Система для автоматизированного параметрического адаптивного моделирования выпускных пар вытяжных механизмов / С. Ю. Муравьев // Научные труды молодых ученых КГТУ. – 2008. – №9. – С. 51–53. 2. Yijun L. A new fast multipole boundary element method for solving large-scale two-dimensional elastostatic problems / Liu Yijun // International journal for numerical methods in engineering. – 2006. – № 65. – Р. 863–881. 3. A faster Galerkin boundary integral algorithm / L. J. Gray, B. E. Griffith// Communications in numerical methods in engineering. – 1998. – №14. – Р. 1109–1117. 4. Trevelyan J. Techniques to accelerate BEM computation to provide virtual reality update of stress solutions / J. Trevelyan, D. J. Scales // Engineering Analysis with Boundary Elements. – 2007. – № 31. – Р. 875–889. Searching of optimization methods of border elements under drawing pair modeling being drawing device main element in order to putout to model regime in real time in Compass-Graphic field. Words: modeling, drawing pair, border element method. S.Ju. Muravyev MODELLING ASPECTS OF SPINNING MACHINE DRAWING DEVICE
