Soļu vadība¶

FrontISTR konstrukciju analīzē robežnosacījumus, slodzes, kontaktu un elementu aktivizāciju pārslēdz pa soļiem. Šajā lapā skaidrots laika intervāls, apakšsoļi, konverģences kritēriji un tas, kā katram solim izvēlēties starp fiksētiem inkrementiem un automātiskiem inkrementiem/cutback.

Analīzes laika terminoloģija¶

Šajā lapā analīzes laiks tiek nošķirts, izmantojot šādus terminus.

• Pašreizējais laiks: kopējais laiks, kas pagājis kopš analīzes sākuma.
• Soļa laiks: laiks, kas pagājis kopš pašreizējā soļa sākuma.
• Laika intervāls: analīzes laiks, par kuru virzās uz priekšu vienā solī.
• Relatīvais laiks: soļa laiks, dalīts ar laika intervālu. Soļa sākumā tas ir 0, bet soļa beigās — 1.
• Laika inkrements: pieaugums no pašreizējā laika līdz nākamajam laikam, kurā tiek atrisināts līdzsvars.

Funkciju pārskats¶

Soļu vadību strukturē pēc šādiem aspektiem.

Statiskajai analīzei var izvēlēties fiksētus inkrementus vai automātiskus inkrementus/cutback. Dinamiskajā analīzē nosacījumus var pārslēgt arī ar vairākiem !STEP ierakstiem, un gan fiksēto laika inkrementu, gan soļa laika intervālu ieteicams norādīt ar !STEP. Blokā !DYNAMIC n_step un t_delta tiek uzskatīti par noklusējumiem, ja !STEP ir izlaists, vai atpakaļsaderības nolūkā. Automātiskos inkrementus/cutback var izmantot ar nelineārām implicitām metodēm. Siltumvadīšanas analīzes laika vadību nosaka nevis !STEP, bet laika soļa specifikācija !HEAT.

Solī aktivizētos nosacījumus norāda ar grupas ID. Tā kā robežnosacījumus, slodzes, kontaktu un elementu aktivizāciju var pārslēgt pa soļiem, vienā analīzes vadības failā var attēlot pakāpenisku slogošanu, kontakta nosacījumu pārslēgšanu un analīzes ar būvniecības secībām. Elementu aktivizācijas/deaktivizācijas režīmu izvēli skatiet sadaļā Elementu aktivizācija/deaktivizācija.

Soļu vadības izvēle¶

Izvēlieties inkrementa metodi atbilstoši analīzes nelinearitātei un nepieciešamajiem izvades laikiem.

• Lineārām analīzēm vai analīzēm, ko pabeidz vienā solī, detalizēta inkrementu vadības pielāgošana bieži nav nepieciešama.
• Nelineārām statiskām analīzēm, kurās slodzes un reakcijas mainās vienmērīgi, bieži pietiek ar fiksētiem inkrementiem. Ja konverģence ir apgrūtināta, samaziniet laika inkrementu.
• Analīzēm, kas ietver kontakta sākšanos vai izzušanu, plūšanas attīstību, lielas deformācijas vai straujas materiāla nelinearitātes izmaiņas, vispirms jāapsver automātiski inkrementi/cutback. Inkrementus var palielināt apgabalos, kur konverģence ir viegla, un samazināt apgabalos, kur konverģence ir grūta.
• Ja, izmantojot automātiskos inkrementus, rezultāti nepieciešami noteiktos laikos, vienlaikus izmantojiet izvades laiku sarakstu.

Pielāgojiet konverģences kritērijus, lai līdzsvarotu analīzes stabilitāti un aprēķina laiku. Stingrāki konverģences kritēriji uzlabo līdzsvara precizitāti, bet palielina iterāciju skaitu. Analīzēs ar kontaktu vai Lagrāža reizinātājiem aprēķina norisi ietekmē ne tikai parastais atlikuma kritērijs, bet arī kontakta iterāciju skaits un Lagrāža reizinātāja kritērijs.

Soļu vadība statiskajā analīzē¶

Statiskā analīze sastāv no viena vai vairākiem analīzes soļiem. Iterāciju pa soļiem sauc par soļu ciklu, bet iterāciju, kas atrisina vienu soli, sadalot to laika inkrementos, — par apakšsoļu ciklu. Katrā apakšsolī līdzsvaru aprēķina, izmantojot slodzes koeficientu, robežnosacījumus, kontakta stāvokli un citus nosacījumus norādītajā laikā.

Izmantojot fiksētus inkrementus, laika inkrements solī virzās par norādīto vērtību. Ja konverģence neizdodas, analīze šajā punktā tiek pārtraukta.

Izmantojot automātiskos inkrementus/cutback, nākamā laika pamatinkrementa vērtība dtime_base tiek atjaunināta atbilstoši iepriekšējā apakšsoļa konverģences stāvoklim. Ja konverģence neizdodas, tiek atjaunots iepriekš saglabātais stāvoklis un tas pats laika diapazons tiek pārrēķināts ar mazāku laika inkrementu.

Automātisko inkrementu/cutback plūsma ir šāda.

1. Soļa sākumā sākotnējais laika inkrements tiek izmantots kā dtime_base.
2. Nosakiet faktisko laika inkrementu tā, lai tas nepārsniegtu soļa beigu laiku vai nākamo izvades laiku.
3. Aprēķiniet līdzsvaru laikā, kas no pašreizējā laika pavirzīts uz priekšu par laika inkrementu.
4. Ja aprēķins konverģē, virziet laiku uz priekšu un palieliniet vai samaziniet nākamo dtime_base atbilstoši konverģences stāvoklim.
5. Ja aprēķins nekonverģē, atjaunojiet stāvokli, samaziniet dtime_base, izmantojot cutback samazinājuma attiecību, un veiciet pārrēķinu.
6. Kad pašreizējais laiks sasniedz soļa beigu laiku, pabeidziet šo soli.

To, vai inkrementu palielināt vai samazināt, nosaka pēc iepriekšējā apakšsoļa iterāciju stāvokļa. Šim lēmumam izmanto šādus trīs raksturīgos lielumus.

Ja stāvoklis, kurā jebkurš no N_max, N_sum vai N_cont pārsniedz samazināšanas puses slieksni, turpinās norādīto reižu skaitu, laika inkrements tiek samazināts. Savukārt, ja stāvoklis, kurā visi trīs paliek palielināšanas puses sliekšņu robežās, turpinās norādīto reižu skaitu, laika inkrements tiek palielināts. Palielinot to, inkrementu pielāgo tā, lai nepārsniegtu augšējo robežu.

Izmantojot automātiskos inkrementus/cutback, analīze tiek pārtraukta kā neveiksmīga šādos gadījumos.

• Apakšsoļu skaita augšējā robeža tiek sasniegta pirms soļa beigu laika.
• Laika pamatinkrementa vērtība kļūst mazāka par laika inkrementa apakšējo robežu.
• Tiek sasniegta secīgu cutback skaita augšējā robeža.

Nākamajā piemērā tiek iespējoti automātiskie inkrementi un iestatīts sākotnējais laika inkrements 0.01, soļa laika intervāls 2.5, laika inkrementa apakšējā robeža 1E-5, augšējā robeža 0.3 un maksimāli 200 apakšsoļi. Solim tiek piešķirts automātiskā inkrementa parametru kopums AP1 un izvades laiku saraksts TP1, kurā ir kopējie laiki 1.5, 2.7 un 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

Katra parametra ievades formātu un noklusējuma vērtību skatiet !STEP, !AUTOINC_PARAM un !TIME_POINTS.

Soļu vadība dinamiskajā analīzē¶

Tiešai laika integrēšanai dinamiskajā analīzē risināšanas metodi un laika integrēšanas parametrus norādiet ar !DYNAMIC, bet analīzes soļus, robežnosacījumu un slodžu grupas un inkrementa metodi — ar !STEP. Ja !STEP ir izlaists, analīzi uzskata par viena soļa analīzi, kurā aktīvi ir visi robežnosacījumi un slodzes.

Izmantojot fiksētus inkrementus, !STEP otrajā rindā norādiet DTIME, ETIME, lai katram solim kontrolētu laika inkrementu un soļa laika intervālu. Definējot vairākus !STEP ierakstus, aktīvās robežnosacījumu un slodžu grupas var pārslēgt pa soļiem. Blokā !DYNAMIC t_delta un n_step tiek uzskatīti par noklusējumiem mantotajai viena soļa ievadei, kurā !STEP ir izlaists, un atpakaļsaderībai. Jaunai ievadei laika nosacījumus ieteicams skaidri norādīt ar !STEP pat tad, ja izmanto fiksētus inkrementus.

Izmantojot automātiskos inkrementus, norādiet !STEP, INC_TYPE=AUTO un !STEP datu rindā ievadiet sākotnējo laika inkrementu, soļa laika intervālu, laika inkrementa apakšējo robežu un augšējo robežu. Ar nelineāru implicitu metodi laika inkrements tiek palielināts vai samazināts atbilstoši Ņūtona iterāciju un kontakta iterāciju stāvoklim; ja konverģence neizdodas, tiek atjaunots iepriekšējais stāvoklis un aprēķins atkārtots ar mazāku laika inkrementu.

Blokā !STEP parametrs TYPE (STATIC/VISCO) ir materiāla laikatkarības pārslēgs konkrētajam solim un ir derīgs tikai statiskajai analīzei. Dinamiskajā analīzē tas netiek izmantots, jo laika inkrementu vienmēr uzskata par faktisko laiku; tādēļ !STEP parametra TYPE norādīšana dinamiskajā analīzē neietekmē rezultātu.

Laika integrēšanas metodi un koeficientus, piemēram, Ņūmarka-β metodes koeficientus, norāda ar !DYNAMIC. Ievades formātu skatiet !DYNAMIC un !STEP.

Soļu vadība siltumvadīšanas analīzē¶

Siltumvadīšanas analīzes laika soli norāda ar !HEAT. !HEAT norāda vērtību kopumu, kas ietver laika soli, beigu laiku, minimālo laika soli, maksimālo temperatūras izmaiņu, iterāciju skaitu un konverģences kritēriju.

Siltumvadīšanas analīzes laika vadība darbojas ar mehānismu, kas ir atsevišķs no konstrukciju statiskās analīzes !STEP, INC_TYPE=AUTO. Tādēļ, pielāgojot laika soli siltumvadīšanas analīzē, neizmantojiet !STEP; tā vietā izmantojiet !HEAT specifikāciju. Ievades formātu skatiet !HEAT.

Izvades laiku norādīšana¶

Tā kā, izmantojot automātiskos inkrementus, laika inkrements mainās atbilstoši konverģencei, rezultātu izvades laiki var nebūt iepriekš zināmi. !TIME_POINTS ir laiku saraksts, ko izmanto laika inkrementa pielāgošanai tā, lai norādītajos laikos vienmēr tiktu aprēķināts līdzsvars un varētu izvadīt rezultātus.

Laiku sarakstu var norādīt vai nu kā kopējo laiku no analīzes sākuma, vai kā soļa laiku no soļa sākuma. Kopējo laiku izmantojiet, ja norādāt kopīgus laikus vairākiem soļiem, bet soļa laiku — ja katram solim norādāt vienādas relatīvās izvades pozīcijas.

Katram solim izmantojamo laiku sarakstu atsauc no !STEP. Izmantojot to kopā ar automātiskajiem inkrementiem, laika inkrements tiek saīsināts tā, lai tas nepārsniegtu nākamo izvades laiku vai soļa beigu laiku. Ievades formātu skatiet !TIME_POINTS.

Saistītās tēmas¶

• Analīzes tipi — Tādu analīzes tipu kā statiskā analīze, dinamiskā analīze un siltumvadīšanas analīze pārskats.
• Nelineārās iterācijas un laika integrēšana — Ņūtona iterāciju, kontakta iterāciju un laika integrēšanas struktūra apakšsolī (Ņūtona iterāciju un kontakta iterāciju skaita nozīme).
• Elementu aktivizācija/deaktivizācija — Kā izvēlēties ar !STEP iespējotos elementu aktivizācijas vadības iestatījumus.
• Ņūtona–Rafsona metode (teorija) — Iteratīvās risināšanas metodes teorija.
• Konverģences kritēriji (teorija) — Konverģences mēru teorija.
• !STEP, !AUTOINC_PARAM, !TIME_POINTS — Ievades formāti soļu vadībai konstrukciju un dinamiskajās analīzēs.
• !DYNAMIC, !HEAT — Ievades formāti laika vadībai dinamiskajās un siltumvadīšanas analīzēs.