massemfordelte

Massefordelte modeller er et begrep innen mekanikk og dynamikk som beskriver at en gjenstands masse er fordelt over et område eller volum i stedet for å være konsentrert i ett punkt. Denne måten å modellere masse gir en mer nøyaktig framstilling av inertialegenskaper og dermed av bevegelse og vibrasjonsegenskaper hos objektet.

For å beskrive massemfordeling brukes en massetetthet rho(x) over objektets volum. Den totale massen m beregnes som m = ∫ rho dV. Tyngdepunktet r_cm beregnes som (1/m) ∫ x rho dV. Inertia-tensoren I beregnes som I = ∫ (r^2 I - r r^T) rho dV, der r er posisjonen fra tyngdepunktet. I praksis kan man representere massemfordelingen enten ved en kontinuerlig fordeling i finite element-modeller (FEM) eller i multibody-dynamikk (MBD), eller ved en diskret samling av masser på utvalgte punkter.

Bruksområder inkluderer strukturdynamikk, vibrasjonsteknikk, bil- og flyindustrien samt andre ingeniørfelt der inertialrespons og naturlige frekvenser er kritiske. I finite element-modeller fordeles masse på elementer eller noder, eller massen kan antas uniform innen bestemte områder. Mason er spesielt viktig for å få riktige natuale frekvenser og modusformer i komplekse konstruksjoner og sammensatte systemer.

Fordeler ved massemfordelte modeller er økt nøyaktighet i dynamikk og realistiske analyser av respons under belastning og akselerasjon. Ulemper er høyere beregningskostnader og behov for detaljer om tetthetsfordelingen. Forenklinger som masse-lumping brukes ofte for å redusere beregningskravene ved å konvertere distribuert masse til et begrenset antall punktmasser.

Se også: massefordeling, masse-lumping, modal analyse, dynamisk analyse.