Sammu juhtimine¶

FrontISTR-i struktuurianalüüs kulgeb sammude kaupa, vahetades rajatingimusi, koormusi, kontakti ja elementide aktiveerimist. Sellel lehel selgitatakse iga sammu ajavahemikku, alamsamme, koondumiskriteeriume ning fikseeritud inkrementide ning automaatsete inkrementide ja cutback kasutamise valikut.

Analüüsiaja terminoloogia¶

Sellel lehel eristatakse analüüsiaega järgmiste terminitega.

• Hetkeaeg: analüüsi algusest möödunud koguaeg.
• Sammuaeg: jooksva sammu algusest möödunud aeg.
• Ajavahemik: ühe sammuga läbitav analüüsiaeg.
• Suhteline aeg: sammuaeg jagatud ajavahemikuga. Sammu alguses on see 0 ja lõpus 1.
• Aja inkrement: juurdekasv hetkeseisust järgmise ajahetkeni, mille jaoks tasakaal lahendatakse.

Funktsioonide ülevaade¶

Sammu juhtimine koosneb järgmistest aspektidest.

Staatilises analüüsis saab valida fikseeritud inkremendid või automaatsed inkremendid koos cutback kasutamisega. Dünaamilises analüüsis saab tingimusi samuti mitme !STEP kirje abil vahetada ning soovitatav on määrata nii fikseeritud aja inkrement kui ka sammu ajavahemik !STEP-iga. !DYNAMIC parameetreid n_step ja t_delta käsitletakse vaikeväärtustena, kui !STEP puudub, ning tagasiühilduvuse jaoks. Automaatseid inkremente ja cutback saab kasutada mittelineaarsete implitsiitsete meetoditega. Soojusjuhtivusanalüüsi ajajuhtimine toimub mitte !STEP, vaid !HEAT ajasammu määrangu kaudu.

Sammus aktiveeritavad tingimused määratakse rühma ID-ga. Kuna rajatingimusi, koormusi, kontakti ja elementide aktiveerimist saab sammude kaupa vahetada, saab etapiviisilist koormamist, kontaktitingimuste vahetamist ja ehitusjärjestusega analüüse esitada ühes analüüsi juhtfailis. Elementide aktiveerimis-/deaktiveerimisrežiimide valikut vt Elementide aktiveerimine/deaktiveerimine.

Sammu juhtimise valimine¶

Valige inkrementmeetod analüüsi mittelineaarsuse ja nõutavate väljundiaegade põhjal.

• Lineaarsete või ühe sammuga lõpetatavate analüüside korral pole inkrementide juhtimise üksikasjalik seadistamine tavaliselt vajalik.
• Mittelineaarses staatilises analüüsis, kus koormused ja vastus muutuvad sujuvalt, piisab sageli fikseeritud inkrementidest. Halva koondumise korral vähendage aja inkrementi.
• Kontakti tekke või kadumise, voolamise arengu, suurte deformatsioonide või materjali mittelineaarsuse järskude muutuste korral tuleks esmalt kaaluda automaatseid inkremente ja cutback. Kergesti koonduvates piirkondades saab inkrementi suurendada ja raskesti koonduvates vähendada.
• Kui automaatsete inkrementide kasutamisel on tulemusi vaja kindlatel ajahetkedel, kasutage koos nendega väljundiaegade loendit.

Seadistage koondumiskriteeriumid analüüsi stabiilsuse ja arvutusaja tasakaalustamiseks. Rangemad kriteeriumid parandavad tasakaalu täpsust, kuid suurendavad iteratsioonide arvu. Kontakti või Lagrange’i kordajaid sisaldavas analüüsis mõjutavad arvutuse kulgu lisaks tavalisele jäägikriteeriumile ka kontaktiiteratsioonide arv ja Lagrange’i kordaja kriteerium.

Sammu juhtimine staatilises analüüsis¶

Staatiline analüüs koosneb ühest või mitmest analüüsisammust. Sammude iteratsiooni nimetatakse sammutsükliks ning ühe sammu aja inkrementideks jagavat iteratsiooni alamsammutsükliks. Igal alamsammul arvutatakse tasakaal määratud aja koormusteguri, rajatingimuste, kontaktiseisundi ja muude tingimustega.

Fikseeritud inkrementide korral liigutakse sammus edasi määratud aja inkremendi võrra. Kui koondumist ei saavutata, lõpeb analüüs selles punktis.

Automaatsete inkrementide ja cutback korral uuendatakse järgmise baas-aja inkremendi väärtust dtime_base eelneva alamsammu koondumisseisundi põhjal. Koondumise ebaõnnestumisel taastatakse varem salvestatud olek ja sama ajavahemik arvutatakse uuesti väiksema aja inkremendiga.

Automaatsete inkrementide ja cutback voog on järgmine.

1. Sammu alguses kasutatakse algset aja inkrementi väärtusena dtime_base.
2. Määrake tegelik aja inkrement nii, et see ei ületaks sammu lõppaega ega järgmist väljundiaega.
3. Arvutage tasakaal ajahetkel, mis saadakse hetkeseisust aja inkremendi võrra edasi liikudes.
4. Kui arvutus koondub, viige aeg edasi ja suurendage või vähendage järgmist dtime_base väärtust koondumisseisundi järgi.
5. Kui arvutus ei koondu, taastage olek, vähendage dtime_base väärtust cutback vähendusteguri järgi ja arvutage uuesti.
6. Kui hetkeseis jõuab sammu lõppaega, lõpetage samm.

Inkrementi suurendatakse või vähendatakse eelneva alamsammu iteratsiooniseisundi põhjal. Otsustamiseks kasutatakse järgmisi kolme põhisuurust.

Kui seisund, kus mõni väärtustest N_max, N_sum või N_cont ületab vähendamise läve, kestab määratud arvu kordi, vähendatakse aja inkrementi. Kui kõik kolm püsivad suurendamise lävede piires määratud arvu kordi, suurendatakse aja inkrementi. Suurendamisel piiratakse inkrement ülemise piirväärtusega.

Automaatsete inkrementide ja cutback korral loetakse analüüs ebaõnnestunuks järgmistel juhtudel.

• Alamsammude arvu ülempiir saavutatakse enne sammu lõppaega.
• Baas-aja inkrement langeb alla aja inkremendi alampiiri.
• Saavutatakse järjestikuste cutback korduste ülempiir.

Järgmises näites lubatakse automaatsed inkremendid ning määratakse algseks aja inkremendiks 0.01, sammu ajavahemikuks 2.5, aja inkremendi alampiiriks 1E-5, ülempiiriks 0.3 ja alamsammude maksimumarvuks 200. Sammule omistatakse automaatse inkremendi parameetrikomplekt AP1 ja väljundiaegade loend TP1, mis sisaldab koguaegu 1.5, 2.7 ja 3.9.

!AUTOINC_PARAM, NAME=AP1
0.25, 10, 50, 10, 1
1.25,  1,  1,  1, 2
0.25,  5
!TIME_POINTS, TIME=TOTAL, NAME=TP1
1.5
2.7
3.9
!STEP, INC_TYPE=AUTO, SUBSTEPS=200, AUTOINCPARAM=AP1, TIMEPOINTS=TP1
0.01, 2.5, 1E-5, 0.3

Iga parameetri sisendvormingut ja vaikeväärtust vt !STEP, !AUTOINC_PARAM ja !TIME_POINTS.

Sammu juhtimine dünaamilises analüüsis¶

Dünaamilise analüüsi otseses ajaintegreerimises määrake lahendusmeetod ja ajaintegreerimise parameetrid !DYNAMIC-iga ning analüüsisammud, rajatingimus- ja koormusrühmad ning inkrementmeetod !STEP-iga. Kui !STEP puudub, käsitletakse analüüsi ühe sammuna, kus kõik rajatingimused ja koormused on aktiivsed.

Fikseeritud inkrementide korral määrake !STEP teisel real DTIME, ETIME, et juhtida iga sammu aja inkrementi ja ajavahemikku. Mitme !STEP kirje abil saab aktiivseid rajatingimus- ja koormusrühmi sammude kaupa vahetada. !DYNAMIC parameetreid t_delta ja n_step käsitletakse vaikeväärtustena pärandvormingus ühe sammu sisendile, kus !STEP puudub, ja tagasiühilduvuse jaoks. Uue sisendi korral on soovitatav ajatingimused !STEP-iga selgelt määrata ka fikseeritud inkrementide puhul.

Automaatsete inkrementide korral määrake !STEP, INC_TYPE=AUTO ning sisestage !STEP andmereal algne aja inkrement, sammu ajavahemik ning aja inkremendi alumine ja ülemine piir. Mittelineaarse implitsiitse meetodi puhul suurendatakse või vähendatakse aja inkrementi Newtoni ja kontaktiiteratsioonide seisundi järgi; koondumise ebaõnnestumisel taastatakse eelnev olek ja arvutus korratakse väiksema inkremendiga.

!STEP parameeter TYPE (STATIC/VISCO) on sammu materjali ajasõltuvuse lüliti ja kehtib ainult staatilises analüüsis. Dünaamilises analüüsis seda ei kasutata, sest aja inkrementi käsitletakse alati tegeliku ajana; seetõttu ei mõjuta !STEP TYPE määramine dünaamilist analüüsi.

Ajaintegreerimise meetod ja koefitsiendid, näiteks Newmark-β meetodi omad, määratakse !DYNAMIC-iga. Sisendvormingut vt !DYNAMIC ja !STEP.

Sammu juhtimine soojusjuhtivusanalüüsis¶

Soojusjuhtivusanalüüsi ajasamm määratakse !HEAT-iga. !HEAT määrab muu hulgas ajasammu, lõppaja, minimaalse ajasammu, maksimaalse temperatuurimuutuse, iteratsioonide arvu ja koondumiskriteeriumi.

Soojusjuhtivusanalüüsi ajajuhtimine kasutab struktuuri staatilise analüüsi !STEP, INC_TYPE=AUTO mehhanismist eraldi mehhanismi. Seetõttu ärge kasutage soojusjuhtivusanalüüsi ajasammu reguleerimiseks !STEP-i, vaid !HEAT määrangut. Sisendvormingut vt !HEAT.

Väljundiaegade määramine¶

Automaatsete inkrementide korral muutub aja inkrement koondumise järgi, mistõttu tulemuste väljundiajad ei pruugi olla ette teada. !TIME_POINTS on aegade loend, mille järgi kohandatakse aja inkrementi nii, et määratud aegadel arvutatakse alati tasakaal ja tulemusi saab väljastada.

Ajaloendi võib määrata kas koguaegadena analüüsi algusest või sammuaegadena sammu algusest. Kasutage koguaega mitme sammu ühiste aegade määramiseks ja sammuaega, kui soovite igas sammus samu suhtelisi väljundipositsioone.

Iga sammu kasutatav ajaloend viidatakse !STEP-ist. Koos automaatsete inkrementidega lühendatakse aja inkrementi nii, et see ei ületaks järgmist väljundiaega ega sammu lõppaega. Sisendvormingut vt !TIME_POINTS.

Seotud teemad¶

• Analüüsitüübid — staatilise, dünaamilise ja soojusjuhtivusanalüüsi ülevaade.
• Mittelineaarne iteratsioon ja ajaintegreerimine — Newtoni iteratsioonide, kontaktiiteratsioonide ja alamsammu ajaintegreerimise struktuur.
• Elementide aktiveerimine/deaktiveerimine — !STEP-iga lubatud elementide aktiveerimisjuhtimise valik.
• Newton-Raphsoni meetod (teooria) — iteratiivse lahendusmeetodi teooria.
• Koondumiskriteeriumid (teooria) — koondumismõõdikute teooria.
• !STEP, !AUTOINC_PARAM, !TIME_POINTS — struktuuri- ja dünaamilise analüüsi sammujuhtimise sisendvormingud.
• !DYNAMIC, !HEAT — dünaamilise ja soojusjuhtivusanalüüsi ajajuhtimise sisendvormingud.