Keri sisuni

Rajatingimused ja koormused

FrontISTR-is määratletakse struktuuri-, soojusjuhtivus- ja dünaamilise analüüsi rajatingimused ning koormused märksõnadega. Staatilises struktuurianalüüsis rühmitatakse määratletud rajatingimused ja koormused rühma-ID järgi ning aktiveeritakse igas sammus !STEP märksõna BOUNDARY- või LOAD-rea kaudu. Ka dünaamilises analüüsis saab implitsiitse meetodi !BOUNDARY, !CLOAD, !VELOCITY, !ACCELERATION ja !SPRING tingimusi !STEP kaudu rühmade kaupa aktiveerida. Ajas muutuvad tingimused skaleeritakse !AMPLITUDE abil ning mitme vabadusastme vahelised lineaarsed seosed määratletakse !EQUATION abil.

Funktsioonide ülevaade

Rajatingimused ja koormused võib analüüsi tüübi järgi liigitada järgmiselt.

Analüüsi tüüp Peamised märksõnad Otstarve
Struktuurianalüüs !BOUNDARY Rakendab fikseeritud piiranguid, etteantud nihkeid ja etteantud pööramist ümber pöörlemiskeskme.
Struktuurianalüüs !CLOAD Rakendab kontsentreeritud sõlmejõude, momente pöörlemisvabadusastmetele ja pöördemomenti ümber pöörlemiskeskme.
Struktuurianalüüs !DLOAD Rakendab pinnasurvet, pinnakoormusi, mahujõude, raskusjõudu ja tsentrifugaaljõudu.
Struktuurianalüüs !SPRING Rakendab vedrutugesid sõlmede vabadusastmetele.
Struktuurianalüüs !TEMPERATURE Määrab termopinge analüüsis kasutatavad sõlmetemperatuurid otse või loeb need tulemifailist.
Dünaamiline analüüs !VELOCITY, !ACCELERATION Rakendab algkiirust või -kiirendust või ajas muutuvat etteantud kiirust või kiirendust.
Soojusjuhtivusanalüüs !FIXTEMP, !CFLUX, !DFLUX, !SFLUX, !FILM, !SFILM, !RADIATE, !SRADIATE Rakendab fikseeritud temperatuuri, soojusvoogu, konvektsiooni ja kiirgust.
Üldine !AMPLITUDE Määrab rajatingimuste ja koormuste ajas muutuvad skaleerimistegurid tabelina.
Võrgu määratlus !EQUATION Määratleb mitmepunktiliste piirangute võrrandid.

Struktuurianalüüsis käsitletakse vabadusastmeid 1, 2 ja 3 tavaliselt siirdeliste ning vabadusastmeid 4, 5 ja 6 pöördeliste vabadusastmetena. Pöördelised vabadusastmed on tähenduslikud kuue vabadusastmega mudelites, näiteks koorik- ja talaelementide korral. Ainult kahe- või kolmemõõtmelisi mahuelemente sisaldavates mudelites määrake piirangud ja koormused üksnes sihtsõlmede olemasolevate vabadusastmete ulatuses.

Nihkepiirangud struktuurianalüüsis

Nihkepiirangud määratakse !BOUNDARY abil. Sõlmele või sõlmerühmale antakse vabadusastmete vahemik ja väärtus. Väärtus 0 määratleb fikseeritud piirangu, nullist erinev väärtus aga etteantud nihke või pöörde.

Struktuurianalüüsis aktsepteerib !BOUNDARY vabadusastmete vahemikku 1 kuni 6. Vabadusastmed 1 kuni 3 vastavad siirdenihkele ning 4 kuni 6 pöördepiirangutele sõlmedes, millel on pöördelised vabadusastmed. Kuna vabadusastmete vahemiku saab määrata korraga, võib näiteks siirde piirata, fikseerides üheaegselt vabadusastmed 1 kuni 3.

Kui on määratud parameeter AMP, muutub etteantud väärtus ajas amplituudifunktsiooni järgi. Tavalise määratluse korral rakendatakse etteantud nihet inkrementaalselt vastavalt sammu koormustegurile või amplituudifunktsiooni muutusele. Kui on määratud TOTAL=YES, käsitletakse määratud väärtust sihtkogu-nihkena.

Kui on määratud ROT_CENTER, saab rakendada pöördepiirangut keskse sõlmerühma suhtes. Selle määratluse korral arvutatakse sihtsõlmerühma siirdenihked pöördenurga põhjal ja rakendatakse piirangutena. ROT_CENTER ja TOTAL=YES kombinatsiooni ei toetata, seega kasutatakse pöörlemiskeskme ümber kehtivaid pöördepiiranguid inkrementaalsete määratlustena.

Kontsentreeritud koormused struktuurianalüüsis

Kontsentreeritud sõlmkoormused määratakse !CLOAD abil. Kui antakse sõlm või sõlmerühm, vabadusastme number ja koormuse väärtus, lisatakse koormus selle vabadusastme parema poole vektorisse.

Siirdelistele vabadusastmetele 1 kuni 3 määratud väärtusi käsitletakse koordinaattelgede suunaliste sõlmejõududena. Pöördeliste vabadusastmetega mudelites saab vabadusastmetele 4 kuni 6 määratud väärtustega rakendada momente. Kui on määratud parameeter AMP, korrutatakse kontsentreeritud koormus amplituudifunktsiooni väärtusega.

Kui on määratud ROT_CENTER, rakendatakse koormus pöördemomendina keskse sõlmerühma ümber. Sel juhul jaotatakse määratud pöördemomendi vektor sõlmejõududeks keskme ja sihtsõlmede vaheliste kohavektorite põhjal. Kuna pöördemomenti ei saa jaotada, kui kese ja sihtsõlm paiknevad samas punktis, tuleb kontrollida pöörlemiskeskme ja koormuspunktide geomeetrilist seost.

Ettevaatus on vajalik, kui !CLOAD määratakse sõlmerühmale mudelis, mis kasutab ka !MESH märksõna koos REFINE-iga (võrgu tihendamine, Refiner). Tihendamisel luuakse algse sõlmerühma servadele uued vahepealsed sõlmed ning need lisatakse samasse sõlmerühma. Kuna !CLOAD omistab sama kontsentreeritud koormuse väärtuse igale sõlmerühma sõlmele, rakendub sama koormus ka lisatud vahepealsetele sõlmedele ning kogukoormus erineb enne tihendamist kavandatust. Sõlmerühma kaudu kontsentreeritud koormuste määramisel arvestage tihendamisest tingitud koormuspunktide arvu suurenemisega või eelistatavalt määrake üksikud sõlmed otse.

Jaotatud koormused ja mahujõud struktuurianalüüsis

Jaotatud koormused ja mahujõud määratakse !DLOAD abil. !DLOAD määrab elemendirühmale või pinnagrupile koormuse tüübi ja parameetrid. Ajaline muutus määratakse parameetriga AMP.

Peamised koormuse tüübid on järgmised.

Koormuse tüüp Kirjeldus
P0, PP, P1–P6 Rakendab elemendi tahule mõjuvat survet. Tahunumbrite vastavus elemendi tahkudele sõltub elemendi tüübist.
PX, PY, PZ Määrab surve koos selgesõnalise koordinaatsuunaga. Sisendi töötlemisel teisendatakse see suunavektoriks.
S... Rakendab pinnakoormuse pinnagrupile. Tahunumber saadakse pinnagrupi määratlusest.
BX, BY, BZ Rakendab mahujõu koordinaatteljesuunas.
GRAV Määrab raskuskiirenduse vektori. See kombineeritakse materjali tihedusega ja lisatakse mahujõuna.
CENT Rakendab tsentrifugaaljõudu pöörlemistelje ja nurkkiiruse põhjal.

Kui on määratud FOLLOW=YES, järgib pinnasurve deformeerunud pinna orientatsiooni. See määratlus on tähenduslik lõplikku deformatsiooni arvestavas struktuurianalüüsis. Analüüsides, kus mittelineaarne geomeetria on välja lülitatud, lülitab rakendus järgiva surve välja.

Nagu soojusanalüüsi P1 kuni P6 ja S1 kuni S6 puhul, erineb tahunumbrite tähendus elemendi tüübiti. Tahunumbrite täpse vastavuse ja andmeväljade järjekorra kohta vaadake vastava märksõna viidet.

Vedrutoed struktuurianalüüsis

Vedrutoed määratakse !SPRING abil. Kui antakse sõlm või sõlmerühm, vabadusastme number ja vedrukonstant, lisatakse vedru jäikus sihtvabadusastme jäikuse diagonaalile ning parema poole vektorisse lisatakse hetkenihkega võrdeline vedru reaktsioon.

Vabadusastmetele 1 kuni 3 määramisel käsitletakse tuge siirdevedruna. Pöördeliste vabadusastmetega mudelites võimaldab 4 kuni 6 määramine kasutada pöördevedrusid. Kontrollige vabadusastmete konfiguratsiooni, et vedrusid ei määrataks vabadusastmetele, mida sihtmudelis ei ole.

Praeguses teostuses ei muudeta !SPRING vedrujäikust ajas eraldiseisva amplituudifunktsiooni abil. Sammusiseselt koostatakse see vastavalt sammutegurile. Vedrutoe sisse- või väljalülitamiseks kasutage rühma-ID-d ja !STEP LOAD-määratlust, et juhtida seda sammude kaupa.

Temperatuurikoormused struktuurianalüüsis

Kasutage !TEMPERATURE, et rakendada struktuurianalüüsis termilisest deformatsioonist tulenevaid koormusi. Kui temperatuur määratakse iga sõlme või sõlmerühma jaoks, koostatakse termopinge analüüsi ekvivalentsed sõlmejõud võrdlustemperatuuri või eelmise temperatuuri erinevuse põhjal. Soojuspaisumistegur määratakse materjali definitsioonis. Võrdlustemperatuur määratakse !REFTEMP abil.

Temperatuuri võib määrata otse juhtfailis või lugeda soojusjuhtivusanalüüsi või muu analüüsi tulemifailist. Kui on määratud READRESULT, ei loeta andmeridadelt sõlmetemperatuure; selle asemel loetakse parameetrite SSTEP, INTERVAL, READTYPE ja seotud parameetritega määratud tulemiandmed. Tulemifaili kasutamisel peab selle salvestatud aeg või sammunumber vastama struktuurianalüüsi poole määratlusele.

Kuna !TEMPERATURE-il puudub parameeter AMP, ei skaleerita seda amplituudifunktsiooniga. Temperatuuriajaloo muutmiseks juhtige temperatuuriandmeid endid, loetavaid soojusanalüüsi tulemusi või sammude alajaotust.

Algtingimused ja etteantud väärtused dünaamilises analüüsis (kiirus ja kiirendus)

Dünaamilises analüüsis saab !VELOCITY ja !ACCELERATION abil määrata algtingimused või kiiruse ja kiirenduse etteantud väärtused. Mõlema puhul määratakse sõlm või sõlmerühm, vabadusastmete vahemik ja väärtus. Vabadusastmete vahemik on 1 kuni 6; pöördeliste vabadusastmetega mudelites vastavad 4 kuni 6 nurkkiirusele või nurkkiirendusele.

TYPE=INITIAL määrab analüüsi algkiiruse või algkiirenduse. Algkiiruse andmisel arvutatakse algkiirendus liikumisvõrrandiga kooskõla tagamiseks. Algkiirenduse andmisel on olemas arvutustee, mille korral arvutatakse algkiirus.

TYPE=TRANSIT määrab ajas muutuva etteantud kiiruse või kiirenduse. Kui TYPE jäetakse määramata, käsitletakse seda väärtusena TRANSIT. Kui on määratud AMP, interpoleeritakse amplituudifunktsioon dünaamilise analüüsi ajahetkel ja korrutatakse etteantud väärtusega.

Mitmepunktilised piirangud

Kasutage mitmepunktilise piirangu funktsiooni, kui mitme sõlmevabadusastme vahel tuleb kehtestada lineaarne seos. Vastav märksõna on !EQUATION, millega saab väljendada näiteks jäika sidestust, perioodilisi rajatingimusi ja sõlmedevahelisi nihkeseoseid, mida on raske esitada ühe sõlme ühe vabadusastme fikseeritud piiranguna.

Mitmepunktiliste piirangute kasutamise, lineaarlahendajas käsitlemise ning seoste kohta teiste vabadusastmete sidestusfunktsioonidega, näiteks kontakti TIED, vaadake jaotist Mitmepunktilised piirangud.

Rajatingimused soojusjuhtivusanalüüsis

Soojusjuhtivusanalüüsis rakendatakse rajatingimustena fikseeritud temperatuuri, soojusvoogu, konvektsiooni ja kiirgust. Eraldi struktuurianalüüsi !STEP-ist määratakse soojusanalüüsi ajajuhtimine märksõnaga !HEAT.

Märksõna Sihtobjekt Kirjeldus Amplituudi määratlus
!FIXTEMP Sõlm või sõlmerühm Fikseerib temperatuuri. AMP
!CFLUX Sõlm või sõlmerühm Rakendab kontsentreeritud sõlmesoojusvoogu. AMP
!DFLUX Element või elemendirühm Rakendab jaotatud soojusvoogu elemendi mahule või tahule. AMP
!SFLUX Pinnagrupp Rakendab soojusvoogu pinnagrupile. AMP
!FILM Element või elemendirühm Rakendab konvektsiooni rajatingimuse elemendi tahule. AMP1, AMP2
!SFILM Pinnagrupp Rakendab konvektsiooni rajatingimuse pinnagrupile. AMP1, AMP2
!RADIATE Element või elemendirühm Rakendab kiirguse rajatingimuse elemendi tahule. AMP1, AMP2
!SRADIATE Pinnagrupp Rakendab kiirguse rajatingimuse pinnagrupile. AMP1, AMP2

!DFLUX korral tähistab BF mahulist soojuseraldust ning S0 kuni S6 soojusvoogu elemendi tahkudel. !FILM korral määratakse elemendi tahud väärtustega F0 kuni F6; !RADIATE korral väärtustega R0 kuni R6. Kuna tahunumbrite vastavus tegelikele elemenditahkudele sõltub elemendi tüübist, vaadake üksikasju iga märksõna viitest.

Konvektsiooni rajatingimus määrab konvektsiooniteguri ja välistemperatuuri. Kiirguse rajatingimus määrab kiirgusteguriga samaväärse koefitsiendi ja ümbritseva keskkonna temperatuuri. AMP1 vastab koefitsiendi poolele ning AMP2 välis- või ümbrustemperatuuri poolele, võimaldades kummagi sõltumatut ajalist muutmist.

Amplituudifunktsioonid

Amplituudifunktsioon määratleb rajatingimuse või koormuse ajalise muutuse aja-väärtuse tabeli abil. Sisendis määratakse nimega ajatabel !AMPLITUDE abil ning sellele viidatakse sihtmärksõna parameetriga AMP, AMP1 või AMP2.

Peamised rakendatavad märksõnad on järgmised.

!AMPLITUDE loetakse tabelkujul (DEFINITION=TABULAR) ja ajatüübiks käsitletakse sammu aega (TIME=STEP). Väärtusi saab määratleda suhteliste või absoluutsetena, kuid üksikute märksõnade puhul kasutatakse neid tavaliselt baastaset korrutavate teguritena.

!TEMPERATURE ei allu amplituudifunktsioonidele. Samuti, kuna !SPRING ei koosta vedrujäikust sõltumatu ajalise muutusega, toimub vedrutugede sisse- ja väljalülitamine sammujuhtimisega.

Seotud teemad

AI-assisted translation May contain errors Official docs Status