Spacar 2015/2016 ten behoeve van Module 5&8

Voor het modelleren van prototypen van de ontworpen mechanismen in de tweedejaars WB modules 5&8 is deze versie van SPACAR beschikbaar en voorzien van een aparte tutorial. De benodigde bestanden zijn te vinden via de (Engelstalige) web pagina's die bereikbaar zijn via de hieronder genoemde links. Voor project F zijn vooral van belang:
  • De software in spacar2015_bin.zip. Zie de "download & install" link voor installatie instructies.
  • Van de GUI is versie 2.0.25 beschikbaar: Spacar20ut.zip. In dit ZIP bestand zitten het programma (Spacar.exe) en enkele ondersteunende files, zoals het help bestand (spacar20.chm). Zorg ervoor dat het configuratiebestand (Spacar20.ini) en de licentie bestanden bij het programma wordt geïnstalleerd. Het programma kan gebruikt worden tot 31 augustus 2017. Tot die tijd kunnen eveneens updates worden gedownload via het menu: Help -> Check for Updates...
  • De tutorial in PDF-format en de slides van het projectcollege PDF-format.
  • De in de tutorial gebruikte SPACAR input data files in spadatapm.zip.

SPACAR tips & tricks

Enkele praktische opmerkingen bij het gebruik van SPACAR:
  • Het is bekend dat zowel de 32-bit als de 64-bit versies van SPACAR soms niet willen werken in combinatie met Matlab versies als bepaalde bibliotheken ontbreken. Zie hiervoor de aanwijzingen onderaan op deze web pagina
  • Let wel dat het addpath commando wordt gebruikt in combinatie met de naam van de folder waar de files van de spacar toolbox staan om ervoor te zorgen dat deze commando's vanaf de Matlab command prompt beschikbaar zijn. Het addpath commando helpt NIET om de dat-files (of om het even welke andere data file) te vinden. SPACAR accepteert geen pad in de naam van bestanden, dus zorg ervoor dat de benodigde databestanden in de huidige werk-folder staan.
  • Bij het berekenen van de eigenfrequenties en bijbehorende trilvormen kan het verstandig zijn om bladveren/sprieten een keer met meer dan één flexibele balk uit te voeren. Bij complexe vervormingen kan een model met slechts één blak per element een onjuiste stijfheid (te hoog) geven. In andere situaties is een balkmodel niet zonder meer toepasbaar, bv. bij korte brede bladveren die op torsie worden belast.
  • Let op dat in de "student" versie van SPACAR de modelcomplexiteit nadrukkelijk beperkt is om het nadenken over eenvoudige (maar wel adequate) modellen te stimuleren. Bij sommige concepten kan echter de beperking van bv. 20 vrijheidsgraden het verkrijgen van een betrouwbare analyse bemoeilijken of zelfs onmogelijk maken. Neem in dat geval contact met dhr. Aarts op.
  • Controleer bij de berekening van spanningen met spavisual of er geen onjuiste aannames worden gemaakt.
  • Wat als de massa matrix als vektor in een Matlab variabele blijkt te zitten? Overweeg een:
    >> m0 = reshape(m0, nddof, nddof);
  • Het opvragen van de rotatie van een node kan in SPACAR, maar is helaas niet eenvoudig, omdat rotaties in 3D nu eenmaal niet eenvoudig zijn. Om deze betrouwbaar te kunnen uitrekenen gebruikt SPACAR intern zogenaamde Euler parameters. Dat is een techniek waarmee 3D hoeken in 4 codinaten worden beschreven. Wiskundig en numeriek zeer elegant, maar voor "normale mensen" ietwat ontoegankelijk.
    Daarom geef ik meestal het volgende advies: Als je ergens een hoek wilt weten/meten dan is dat uiteraard van een rotatieknooppunt. Voeg nu een hinge toe die met de ene kant aan het betreffende rotatieknooppunt vastzit en met de andere kant aan een (nieuw of bestaand) rotatieknooppunt dat aan de vaste wereld zit. Merk op dat de hinge een richting heeft die je moet opgeven en dat is feitelijk de "pin" waar het scharnier om draait. Je kunt de verdraaiing om deze pin namelijk uit deformatie nummer 1 aflezen. En die is in een "gewone mensen" hoek.
    Door het definiëren van de pin geef je precies aan welke hoek je in de ruimte wilt meten. Mocht je twee of zelfs drie hoeken willen weten, dan kun je net zo veel hinges definiëren als hoeken die je wilt weten waarbij de pinnen van die hinges in de juiste richtingen worden gezet.
    Wel even iets over vrijheidsgraden: Als je één hinge op deze manier aanbrengt, moet je wel alle drie de deformatie vrijgeven om een overbepaaldheid te voorkomen. Let wel dat de andere twee deformaties nul of in elk geval klein blijven, want anders is de hoekmeting niet betrouwbaar. Zoals aangegeven kun je met bv. drie hinges ook alle drie de hoeken meten, waarbij dan van elke hinge uiteraard alleen deformatie 1 wordt vrijgegeven en de pinnen in onderling onafhankelijke richtingen moeten wijzen.
  • Als in de GUI een balk als circulair wordt gedefinieerd, dan komt dat niet door bij spavisual. Dat kan handmatig worden ingesteld door onder in de dat file enkele regels toe te voegen (bv. met "Edit additional Dynamics commands" in de GUI en dan het edit venster linksonder met de visualization keywords):
    BEAMPROPS 1 <- Vervang deze 1 door de elementen die het betreft.
    CROSSTYPE circ
  • Demping in SPACAR of in Matlab? Het aanbrengen van de juiste hoeveelheid demping in SPACAR kan een hele klus zijn. Een alternatief is om in SPACAR geen demping aan te brengen en dit later in Matlab te doen. Dat gaat als volgt: Maak een SPACAR model zonder demping en maak hiervan een model met mode 9. Maak hiervan een overdrachtsfunctie G. Als G SISO is dan werkt de volgende Matlab code:
    >> [z,p,k] = zpkdata(G,'v'); % Get zeros and poles for SISO system
    >> zeta = 0.001; % Desired damping
    >> palt = -zeta*abs(p) + imag(p)*i; % Fix poles. eventually also fix zeros
    >> Galt=tf(zpk(z,palt,k)); % New model with damping
    Het resultaat kan met bode/damp/etc worden gecontroleerd.