Krmiljenje korakov¶

Strukturna analiza FrontISTR poteka tako, da se robni pogoji, obremenitve, stik in aktivacija elementov preklapljajo po korakih. Ta stran pojasnjuje časovni razpon, podkorake, merila konvergence ter izbiro med fiksnimi prirastki in samodejnimi prirastki/cutback za posamezen korak.

Izrazi za čas analize¶

Na tej strani se čas analize razlikuje z naslednjimi izrazi.

• Trenutni čas: skupni pretečeni čas od začetka analize.
• Čas koraka: pretečeni čas od začetka trenutnega koraka.
• Časovni razpon: čas analize, za katerega se napreduje v enem koraku.
• Relativni čas: čas koraka, deljen s časovnim razponom. Na začetku koraka je 0 in na koncu koraka 1.
• Časovni prirastek: prirastek od trenutnega časa do naslednjega časa, v katerem se rešuje ravnotežje.

Pregled funkcij¶

Krmiljenje korakov je organizirano po naslednjih vidikih.

Pri statični analizi je mogoče izbrati fiksne prirastke ali samodejne prirastke/cutback. Tudi pri dinamični analizi je mogoče pogoje preklapljati z več vnosi !STEP; priporočljivo je, da se z !STEP določita tako fiksni časovni prirastek kot časovni razpon koraka. V !DYNAMIC se n_step in t_delta obravnavata kot privzeti vrednosti, kadar je !STEP izpuščen ali zaradi združljivosti za nazaj. Samodejne prirastke/cutback je mogoče uporabljati z nelinearnimi implicitnimi metodami. Krmiljenje časa pri analizi prevoda toplote ne uporablja !STEP, temveč določitev časovnega koraka v !HEAT.

Pogoji, aktivirani v koraku, so določeni z ID-jem skupine. Ker je mogoče robne pogoje, obremenitve, stik in aktivacijo elementov preklapljati po korakih, je mogoče v eni krmilni datoteki analize predstaviti postopno obremenjevanje, preklapljanje kontaktnih pogojev in analize z zaporedjem gradnje. Za izbiro načinov aktivacije/deaktivacije elementov glejte Aktivacija/deaktivacija elementov.

Izbira krmiljenja korakov¶

Metodo prirastka izberite glede na nelinearnost analize in zahtevane čase izpisa.

• Pri linearnih analizah ali analizah, ki se zaključijo v enem koraku, podrobno prilagajanje krmiljenja prirastka pogosto ni potrebno.
• Pri nelinearnih statičnih analizah, pri katerih se obremenitve in odzivi spreminjajo gladko, pogosto zadoščajo fiksni prirastki. Če je konvergenca težavna, zmanjšajte časovni prirastek.
• Pri analizah, ki vključujejo vzpostavitev ali sprostitev stika, napredovanje tečenja, veliko deformacijo ali nenadne spremembe materialne nelinearnosti, je treba najprej razmisliti o samodejnih prirastkih/cutback. V območjih, ki zlahka konvergirajo, je mogoče prirastke povečati, v težko konvergentnih pa zmanjšati.
• Če so pri uporabi samodejnih prirastkov rezultati potrebni ob določenih časih, skupaj z njimi uporabite seznam časov izpisa.

Merila konvergence prilagodite tako, da uravnotežite stabilnost analize in čas računanja. Zaostritev meril konvergence izboljša natančnost ravnotežja, vendar poveča število iteracij. Pri analizah s stikom ali Lagrangeevimi multiplikatorji na potek izračuna poleg običajnega merila ostanka vplivata tudi število kontaktnih iteracij in merilo Lagrangeevega multiplikatorja.

Krmiljenje korakov za statično analizo¶

Statična analiza je sestavljena iz enega ali več analiznih korakov. Iteracija po korakih se imenuje zanka korakov, iteracija, ki en korak rešuje z delitvijo na časovne prirastke, pa zanka podkorakov. V vsakem podkoraku se ravnotežje izračuna z uporabo faktorja obremenitve, robnih pogojev, kontaktnega stanja in drugih pogojev pri določenem času.

Pri fiksnih prirastkih časovni prirastek znotraj koraka napreduje za določeno vrednost. Če konvergenca ni dosežena, se analiza na tej točki konča.

Pri samodejnih prirastkih/cutback se naslednja osnovna vrednost časovnega prirastka dtime_base posodobi glede na stanje konvergence prejšnjega podkoraka. Če konvergenca ni dosežena, se obnovi predhodno shranjeno stanje in isti časovni razpon se ponovno izračuna z manjšim časovnim prirastkom.

Potek samodejnih prirastkov/cutback je naslednji.

1. Na začetku koraka se začetni časovni prirastek uporabi kot dtime_base.
2. Določite dejanski časovni prirastek tako, da ne preseže končnega časa koraka ali naslednjega časa izpisa.
3. Izračunajte ravnotežje pri času, ki je od trenutnega časa napredoval za časovni prirastek.
4. Če izračun konvergira, napredujte v času in glede na stanje konvergence povečajte ali zmanjšajte naslednji dtime_base.
5. Če izračun ne konvergira, obnovite stanje, zmanjšajte dtime_base z redukcijskim razmerjem cutback in izračun ponovite.
6. Ko trenutni čas doseže končni čas koraka, korak zaključite.

Odločitev o povečanju ali zmanjšanju prirastka temelji na stanju iteracij prejšnjega podkoraka. Pri tem se uporabljajo naslednje tri značilne količine.

Če stanje, v katerem katera koli od vrednosti N_max, N_sum ali N_cont presega prag za zmanjšanje, traja določeno število ponovitev, se časovni prirastek zmanjša. Nasprotno se časovni prirastek poveča, če stanje, v katerem vse tri ostanejo znotraj pragov za povečanje, traja določeno število ponovitev. Pri povečanju se prirastek prilagodi tako, da ne preseže zgornje meje.

Pri samodejnih prirastkih/cutback se analiza konča kot neuspešna v naslednjih primerih.

• Zgornja meja števila podkorakov je dosežena pred končnim časom koraka.
• Osnovna vrednost časovnega prirastka pade pod spodnjo mejo časovnega prirastka.
• Dosežena je zgornja meja zaporednih cutback.

Naslednji primer omogoči samodejne prirastke in nastavi začetni časovni prirastek 0.01, časovni razpon koraka 2.5, spodnjo mejo časovnega prirastka 1E-5, zgornjo mejo 0.3 ter največ 200 podkorakov. Koraku sta dodeljena nabor parametrov samodejnega prirastka AP1 in seznam časov izpisa TP1, ki vsebuje skupne čase 1.5, 2.7 in 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

Za obliko vhoda in privzeto vrednost posameznega parametra glejte !STEP, !AUTOINC_PARAM in !TIME_POINTS.

Krmiljenje korakov za dinamično analizo¶

Pri neposredni časovni integraciji v dinamični analizi določite metodo reševanja in parametre časovne integracije z !DYNAMIC, analizne korake, skupine robnih pogojev in obremenitev ter metodo prirastka pa z !STEP. Če je !STEP izpuščen, se analiza obravnava kot enokoračna analiza, v kateri so aktivni vsi robni pogoji in obremenitve.

Pri fiksnih prirastkih v drugi vrstici !STEP določite DTIME, ETIME, da za vsak korak krmilite časovni prirastek in časovni razpon koraka. Več definicij !STEP omogoča preklapljanje aktivnih skupin robnih pogojev in obremenitev po korakih. V !DYNAMIC se t_delta in n_step obravnavata kot privzeti vrednosti za stare enokoračne vhode brez !STEP in zaradi združljivosti za nazaj. Pri novih vhodih je priporočljivo časovne pogoje izrecno določiti z !STEP tudi pri fiksnih prirastkih.

Pri uporabi samodejnih prirastkov določite !STEP, INC_TYPE=AUTO ter v podatkovni vrstici !STEP navedite začetni časovni prirastek, časovni razpon koraka, spodnjo in zgornjo mejo časovnega prirastka. Pri nelinearni implicitni metodi se časovni prirastek poveča ali zmanjša glede na stanje Newtonovih in kontaktnih iteracij; če konvergenca ni dosežena, se obnovi prejšnje stanje in izračun ponovi z manjšim časovnim prirastkom.

V !STEP je TYPE (STATIC/VISCO) stikalo časovne odvisnosti materiala za korak in velja samo za statično analizo. V dinamični analizi se ne uporablja, saj se časovni prirastek vedno obravnava kot dejanski čas; zato določitev TYPE iz !STEP v dinamični analizi nima učinka.

Metoda časovne integracije in koeficienti, kot so koeficienti Newmark-β metode, se določijo z !DYNAMIC. Za obliko vhoda glejte !DYNAMIC in !STEP.

Krmiljenje korakov za analizo prevoda toplote¶

Časovni korak pri analizi prevoda toplote se določi z !HEAT. !HEAT določa nabor vrednosti, ki vključuje časovni korak, končni čas, najmanjši časovni korak, največjo spremembo temperature, število iteracij in merilo konvergence.

Krmiljenje časa pri analizi prevoda toplote deluje z mehanizmom, ločenim od !STEP, INC_TYPE=AUTO za strukturno statično analizo. Zato pri prilagajanju časovnega koraka analize prevoda toplote ne uporabljajte !STEP, temveč določitev !HEAT. Za obliko vhoda glejte !HEAT.

Določanje časov izpisa¶

Ker se pri samodejnih prirastkih časovni prirastek spreminja glede na konvergenco, časi izpisa rezultatov morda niso znani vnaprej. !TIME_POINTS je seznam časov, ki se uporablja za prilagajanje časovnega prirastka tako, da se ravnotežje vedno izračuna in se rezultati lahko izpišejo ob določenih časih.

Seznam časov je mogoče določiti kot skupni čas od začetka analize ali kot čas koraka od začetka koraka. Skupni čas uporabite pri določanju skupnih časov prek več korakov, čas koraka pa pri določanju istih relativnih položajev izpisa za vsak korak.

Za vsak korak se seznam časov, ki se uporablja, sklicuje iz !STEP. Pri uporabi skupaj s samodejnimi prirastki se časovni prirastek skrajša tako, da ne preseže naslednjega časa izpisa ali končnega časa koraka. Za obliko vhoda glejte !TIME_POINTS.

Sorodne teme¶

• Vrste analiz — Pregled vrst analiz, kot so statična analiza, dinamična analiza in analiza prevoda toplote.
• Nelinearna iteracija in časovna integracija — Struktura Newtonovih iteracij, kontaktnih iteracij in časovne integracije znotraj podkoraka (pomen števila Newtonovih in kontaktnih iteracij).
• Aktivacija/deaktivacija elementov — Izbira krmiljenja aktivacije elementov, omogočenega z !STEP.
• Newton-Raphsonova metoda (teorija) — Teorija iterativne metode reševanja.
• Merila konvergence (teorija) — Teorija meril konvergence.
• !STEP, !AUTOINC_PARAM, !TIME_POINTS — Vhodne oblike za krmiljenje korakov v strukturnih in dinamičnih analizah.
• !DYNAMIC, !HEAT — Vhodne oblike za krmiljenje časa v dinamičnih analizah in analizah prevoda toplote.