
Symetria cykliczna (ang. cyclic symmetry) jest techniką stosowaną w analizie metodą elementów skończonych (MES), która umożliwia uproszczenie obliczeń dla konstrukcji składających się z identycznych, okresowo powtarzających się segmentów rozmieszczonych wokół osi obrotu.
Typowymi przykładami konstrukcji, dla których stosowana jest symetria cykliczna, są:
Spis treści
W wielu konstrukcjach wirujących poszczególne segmenty geometryczne są identyczne:
Przykładowo w turbinie wiatrowej wszystkie łopaty:
Oznacza to, że odpowiedź mechaniczna każdej łopaty jest praktycznie taka sama. W związku z tym nie ma potrzeby analizowania całego wirnika — wystarczy przeanalizować tylko jeden powtarzalny segment.
W analizie symetrii cyklicznej model dzielony jest na identyczne sektory kątowe.
Analizowany jest tylko jeden fragment konstrukcji, a na powierzchniach przecięcia nakładane są specjalne warunki brzegowe symetrii cyklicznej, które wymuszają zgodność przemieszczeń i obrotów pomiędzy kolejnymi segmentami.
Dzięki temu:
Symetria cykliczna różni się od symetrii osiowej.
Zakłada, że:
Przykład:
Dotyczy konstrukcji:
Przykład:
Symetria cykliczna jest szczególnie użyteczna w:
Pozwala efektywnie analizować:
Technika ta posiada jednak pewne ograniczenia.
Symetria cykliczna nie może być stosowana w sytuacjach, gdy:
Szczególnie ważnym ograniczeniem jest analiza drgań własnych.
Niektóre postaci drgań:
Dlatego w bardziej zaawansowanych analizach modalnych często konieczne jest użycie pełnego modelu wirnika.
Symetria cykliczna jest bardzo ważna w nowoczesnej inżynierii, ponieważ umożliwia:
Technika ta jest standardowo dostępna w większości programów MES, takich jak:

