Активация и деактивация элементов¶

Активация и деактивация элементов — функция для структурного статического анализа, позволяющая представлять последовательность строительства, развитие повреждений и поэтапные изменения конструкции по группам элементов. На этой странице объясняются различия между фиксированным режимом, режимом временной таблицы и режимом порогов напряжения/деформации, а также выбор между ними.

Общая структура функции¶

Активация и деактивация элементов задаётся для каждой группы элементов с помощью !ELEMENT_ACTIVATION, а соответствующая группа включается на стороне шага. В структурном статическом анализе элементы, на которые распространяется настройка активации элементов, не включённая на данном шаге, считаются активными. Синтаксис задания включаемых групп строкой данных !STEP (ELEMACT, id) см. в !STEP. Общую концепцию управления шагами см. в Управление шагами.

Элементы, деактивированные в структурном статическом анализе, не вносят вклад как обычные элементы и имеют коэффициент фиктивной жёсткости для численной стабилизации. Синтаксис и значение этого коэффициента по умолчанию см. в !ELEMENT_ACTIVATION.

Режим	Как определяется состояние	Подходящее применение
Фиксированный режим	Группа элементов непосредственно задаётся как активная или неактивная	Последовательность строительства, поэтапное добавление или удаление элементов конструкции
Режим временной таблицы	Состояние переключается между активным и неактивным по значениям временной таблицы, заданной в `!AMPLITUDE`	Расчёты, где элементы появляются или исчезают по известной временной истории, например при сварке
Режим порогов напряжения/деформации	Элемент деактивируется, когда критерий по напряжению или деформации выходит за заданный диапазон	Развитие повреждений, приближённые модели с разрушением или удалением

Фиксированный режим применяет заданное состояние в момент его включения на шаге. Режим временной таблицы и режим порогов напряжения/деформации обновляют состояние элемента на каждом подшаге.

Поскольку для каждого шага можно включать разные группы элементов, фиксированный режим можно использовать для представления начальной последовательности строительства, а режим порогов напряжения/деформации включить на другом шаге. Однако если один и тот же элемент входит в несколько настроек активации элементов, его состояние может быть перезаписано более поздней настройкой; поэтому, как правило, целевые группы элементов не должны перекрываться.

Фиксированный режим¶

В фиксированном режиме целевая группа элементов непосредственно задаётся как активная или неактивная. Её состояние не изменяется автоматически внутри шага в зависимости от напряжения, деформации или времени.

Для представления последовательности строительства подготовьте управляющую группу, деактивирующую ещё не построенные элементы конструкции, и укажите эту группу в ELEMACT на шагах до строительства. Начиная с шага, на котором элемент конструкции добавляется, удалите соответствующую группу деактивации из ELEMACT, чтобы целевые элементы считались активными.

Фиксированный режим наиболее прост и позволяет аналитику полностью управлять состоянием элементов. С другой стороны, автоматического переключения по истории нагрузки или критериям повреждения нет, поэтому он подходит для задач, где время изменения состояния известно.

Режим временной таблицы¶

В режиме временной таблицы состояние элемента переключается по значению временной таблицы, заданной в !AMPLITUDE. Значение таблицы больше 0.5 трактуется как активное состояние, а 0.5 или меньше — как неактивное.

Этот режим подходит для задач, где временная история состояния элементов известна заранее. Например, можно представить случаи, где элементы появляются и исчезают по известной временной истории, например последовательное появление элементов сварочного металла по мере движения источника тепла при анализе сварки. Таблица также позволяет задавать управление, при котором элементы неактивны от времени 0 до 1 и активны после времени 1, либо временно деактивируются в ходе анализа.

Способ определения временной таблицы и её использования с другими граничными условиями и нагрузками см. в разделе о временных таблицах на странице граничных условий и нагрузок. Синтаксис ввода !AMPLITUDE см. в !AMPLITUDE.

Режим порогов напряжения/деформации¶

В режиме порогов напряжения/деформации в качестве критерия выбирается напряжение или деформация, и элемент деактивируется, если соответствующее эквивалентное значение по Мизесу выходит за заданный диапазон. Диапазон критерия задаётся нижним и верхним пределами; элементы внутри диапазона остаются активными.

Этот режим используется для упрощённого представления повреждения материала или разрушения. Критерий проверяется на каждом подшаге, и элемент, вышедший за пороговый диапазон, переходит из активного состояния в неактивное. Пока включён тот же режим порогов напряжения/деформации, однажды деактивированный элемент не активируется повторно, поэтому режим не подходит для представления обратимого открытия/закрытия или восстановления. Если повреждение должно оставаться необратимым и на последующих шагах, сохраняйте ту же настройку активации элементов включённой и на этих шагах.

Если критерием служит напряжение, значение критерия вычисляется по напряжённому состоянию; если деформация — по деформированному состоянию. Физические единицы и величину порога следует задавать в соответствии с выбранным критерием и моделью материала. Синтаксис ввода см. в !ELEMENT_ACTIVATION.

Вывод результатов анализа¶

Состояние активности/неактивности каждого элемента можно выводить как скалярное значение в файл результатов и данные визуализации. Этот вывод используется, когда необходимо определить деактивированные элементы при постобработке.

Для вывода укажите имя переменной ELEMACT со значением ON в !OUTPUT_RES (файл результатов) или !OUTPUT_VIS (данные визуализации). Эта функция предназначена для статического структурного анализа и по умолчанию не выводится, поэтому требуется явно указать ON.

Выводимое значение является скалярным: для неактивных элементов записывается 1, а для активных — 0. Это позволяет в инструменте постобработки определить элементы, фактически деактивированные на каждом шаге.

!OUTPUT_RES
  ELEMACT, ON
!OUTPUT_VIS
  ELEMACT, ON

Список допустимых имён переменных см. в !OUTPUT_RES и !OUTPUT_VIS.

Связанные темы¶

Управление шагами — задание ELEMACT для каждого шага и его связь с автоматическим приращением и cutback.
!STEP — синтаксис строк данных шага, включая ELEMACT.
Граничные условия и нагрузки — обзор управления временными таблицами с помощью !AMPLITUDE.
!ELEMENT_ACTIVATION — синтаксис ввода и параметры активации элементов.
!AMPLITUDE — синтаксис ввода временных таблиц.