Slaan oor na inhoud

Randvoorwaardes en laste

In FrontISTR word randvoorwaardes en laste vir strukturele, warmtegeleidings- en dinamiese analises met sleutelwoorde gedefinieer. In statiese strukturele analise word die gedefinieerde randvoorwaardes en laste volgens groep-ID gegroepeer en vir elke stap deur !STEP geaktiveer met sy BOUNDARY- of LOAD-reël. Ook in dinamiese analise kan !BOUNDARY, !CLOAD, !VELOCITY, !ACCELERATION en !SPRING vir die implisiete metode per groep vanuit !STEP geaktiveer word. Voorwaardes wat met tyd verander, word met !AMPLITUDE geskaal, en lineêre verhoudings tussen verskeie vryheidsgrade word met !EQUATION gedefinieer.

Oorsig van funksies

Randvoorwaardes en laste kan volgens analisetipe soos volg geklassifiseer word.

Analisetipe Hoofsleutelwoorde Doel
Strukturele analise !BOUNDARY Pas vaste beperkings, voorgeskrewe verplasings en voorgeskrewe rotasie om ’n rotasiesentrum toe.
Strukturele analise !CLOAD Pas gekonsentreerde nodale kragte, momente op rotasievryheidsgrade en wringkrag om ’n rotasiesentrum toe.
Strukturele analise !DLOAD Pas oppervlakdruk, oppervlaklaste, liggaamskragte, swaartekrag en sentrifugale krag toe.
Strukturele analise !SPRING Pas veerondersteunings op nodale vryheidsgrade toe.
Strukturele analise !TEMPERATURE Spesifiseer nodale temperature wat in termiese-spanningsanalise gebruik word direk, of lees dit uit ’n resultaatlêer.
Dinamiese analise !VELOCITY, !ACCELERATION Pas beginsnelheid of -versnelling, of tydveranderlike voorgeskrewe snelheid of versnelling toe.
Warmtegeleidingsanalise !FIXTEMP, !CFLUX, !DFLUX, !SFLUX, !FILM, !SFILM, !RADIATE, !SRADIATE Pas vaste temperatuur, hittevloei, konveksie en straling toe.
Algemeen !AMPLITUDE Spesifiseer tydveranderlike skaalfaktore vir randvoorwaardes en laste in tabelvorm.
Maasdefinisie !EQUATION Definieer meerpunt-beperkingsvergelykings.

In strukturele analise word vryheidsgraadnommers 1, 2 en 3 normaalweg as translasievryheidsgrade behandel en 4, 5 en 6 as rotasievryheidsgrade. Rotasievryheidsgrade is betekenisvol in modelle met ses vryheidsgrade, soos skulp- en balkelemente. Vir modelle wat slegs twee- of driedimensionele soliede elemente bevat, spesifiseer beperkings en laste slegs binne die reeks vryheidsgrade waaroor die teikennodusse beskik.

Verplasingsbeperkings in strukturele analise

Verplasingsbeperkings word met !BOUNDARY gespesifiseer. ’n Reeks vryheidsgrade en ’n waarde word vir ’n nodus of nodusgroep gegee. ’n Waarde van 0 definieer ’n vaste beperking, terwyl ’n nie-nul waarde ’n voorgeskrewe verplasing of voorgeskrewe rotasie definieer.

In strukturele analise aanvaar !BOUNDARY ’n vryheidsgraadreeks van 1 tot 6. 1 tot 3 stem met translasieverplasing ooreen, terwyl 4 tot 6 met rotasiebeperkings by nodusse met rotasievryheidsgrade ooreenstem. Omdat ’n reeks vryheidsgrade saam gespesifiseer kan word, kan translasie byvoorbeeld beperk word deur 1 tot 3 gelyktydig vas te stel.

Wanneer die AMP-parameter gespesifiseer word, verander die voorgeskrewe waarde met tyd volgens ’n amplitudefunksie. Met die normale spesifikasie word voorgeskrewe verplasing inkrementeel toegepas volgens die lasfaktor binne die stap of die verandering in die amplitudefunksie. Wanneer TOTAL=YES gespesifiseer word, word die gespesifiseerde waarde as die teiken-totale verplasing behandel.

Wanneer ROT_CENTER gespesifiseer word, kan ’n rotasiebeperking relatief tot ’n sentrale nodusgroep toegepas word. Met hierdie spesifikasie word translasieverplasings van die teikennodusgroep uit die rotasiehoeveelheid bereken en as beperkings opgelê. Die kombinasie van ROT_CENTER en TOTAL=YES word nie ondersteun nie, dus word rotasiebeperkings om ’n rotasiesentrum as inkrementele spesifikasies gebruik.

Gekonsentreerde laste in strukturele analise

Gekonsentreerde nodale laste word met !CLOAD gespesifiseer. Wanneer ’n nodus of nodusgroep, vryheidsgraadnommer en laswaarde gegee word, word die las in die regterkant vir daardie vryheidsgraad opgeneem.

Waardes wat vir translasievryheidsgrade 1 tot 3 gespesifiseer word, word as nodale kragte in die koördinaatrigtings behandel. In modelle met rotasievryheidsgrade kan waardes wat vir 4 tot 6 gespesifiseer word momente op die rotasievryheidsgrade toepas. Wanneer die AMP-parameter gespesifiseer word, word die gekonsentreerde las met die waarde van die amplitudefunksie vermenigvuldig.

Wanneer ROT_CENTER gespesifiseer word, word die las as wringkrag om die sentrale nodusgroep toegepas. In hierdie geval word die gespesifiseerde wringkragvektor na nodale kragte verdeel op grond van die posisievektore vanaf die sentrum na die teikennodusse. Omdat wringkrag nie verdeel kan word wanneer die sentrum en ’n teikennodus op dieselfde posisie is nie, moet die geometriese verhouding tussen die rotasiesentrum en laspunte nagegaan word.

Sorg is nodig wanneer !CLOAD vir ’n nodusgroep gespesifiseer word in ’n model wat ook !MESH met REFINE (maasverfyning, Refiner) gebruik. Verfyning skep nuwe middelkantnodusse op rande wat in die oorspronklike nodusgroep voorkom, en hierdie middelkantnodusse word ook by dieselfde nodusgroep gevoeg. Omdat !CLOAD dieselfde gekonsentreerde-laswaarde aan elke nodus in die nodusgroep toeken, word dieselfde gekonsentreerde las ook op die bygevoegde middelkantnodusse toegepas, wat ’n totale las oplewer wat verskil van dié wat voor verfyning bedoel is. Wanneer gekonsentreerde laste per nodusgroep gespesifiseer word, neem die toename in laspunte weens verfyning in ag, of spesifiseer verkieslik individuele nodusse direk.

Verspreide laste en liggaamskragte in strukturele analise

Verspreide laste en liggaamskragte word met !DLOAD gespesifiseer. !DLOAD spesifiseer ’n lastipe en parameters vir ’n elementgroep of oppervlakgroep. Tydvariasie word met die AMP-parameter gespesifiseer.

Die belangrikste lastipes is soos volg.

Lastipe Beskrywing
P0, PP, P1–P6 Pas druk toe wat op ’n elementvlak werk. Die ooreenstemming tussen vlaknommers en elementvlakke hang van die elementtipe af.
PX, PY, PZ Spesifiseer druk met ’n eksplisiete koördinaatrigting. Dit word tydens invoerverwerking na ’n rigtingvektor omgeskakel.
S... Pas ’n oppervlaklas op ’n oppervlakgroep toe. Die vlaknommer word uit die oppervlakgroepdefinisie verkry.
BX, BY, BZ Pas ’n liggaamskrag in ’n koördinaatrigting toe.
GRAV Spesifiseer die swaartekragversnellingsvektor. Dit word met materiaaldigtheid gekombineer en as liggaamskrag opgeneem.
CENT Pas sentrifugale krag toe op grond van ’n rotasie-as en hoeksnelheid.

Wanneer FOLLOW=YES gespesifiseer word, volg oppervlakdruk die oriëntasie van die vervormde oppervlak. Hierdie spesifikasie is betekenisvol in strukturele analise wat eindige vervorming in ag neem. In analises waar nie-lineêre geometrie gedeaktiveer is, word volgdruk deur die implementering gedeaktiveer.

Soos met P1 tot P6 en S1 tot S6 aan die hitte-analisekant verskil die betekenis van vlaknommers volgens elementtipe. Sien die sleutelwoordverwysing vir die spesifieke ooreenstemming van vlaknommers en die volgorde van datavelde.

Veerondersteunings in strukturele analise

Veerondersteunings word met !SPRING gespesifiseer. Wanneer ’n nodus of nodusgroep, vryheidsgraadnommer en veerkonstante gegee word, word die veerstyfheid by die diagonale styfheid van die teikenvryheidsgraad gevoeg en ’n veerreaksie eweredig aan die huidige verplasing in die regterkant opgeneem.

Wanneer dit vir vryheidsgrade 1 tot 3 gespesifiseer word, word die ondersteuning as ’n translasieveer behandel. In modelle met rotasievryheidsgrade laat spesifikasie van 4 tot 6 rotasievering toe. Kontroleer die vryheidsgraadopset sodat vere nie aan vryheidsgrade toegewys word wat nie in die teikenmodel bestaan nie.

Die verplasingsbasis waarteen die veer weerstand bied, word met die INCREMENTAL-parameter gekies. Met die verstek INCREMENTAL=NO is die veerreaksie eweredig aan die opgehoopte verplasing sedert die begin van die analise; met ander woorde, die interne krag is die produk van die veerkonstante en die opgehoopte verplasing. Met INCREMENTAL=YES word die verwysingsposisie van die veer by elke inkrement teruggestel na die gekonvergeerde toestand van die vorige inkrement, en die veerreaksie is slegs eweredig aan die verplasingsinkrement binne daardie inkrement. Die interne krag is dus die produk van die veerkonstante en die verplasingsinkrement in daardie inkrement, en verplasings uit vorige inkremente dra nie tot die veerreaksie by nie.

Die tydsverandering van die veerkonstante word met die AMP-parameter gegee. Wanneer ’n amplitudefunksienaam gespesifiseer word, word die veerkonstante met die waarde van die amplitudefunksie vermenigvuldig. Die amplitudewaarde word aan die eindtyd van die huidige inkrement geëvalueer, sodat ’n ondersteuning wat gedurende ’n stap inskakel of vrygestel word, voorgestel kan word. As AMP nie gespesifiseer word nie, ondergaan die veerkonstante geen tydsverandering deur ’n amplitudefunksie nie.

Beide INCREMENTAL en AMP is geldig in statiese analise en implisiete dinamiese analise. Om die veerondersteuning self per stap aan of af te skakel, gebruik die groep-ID en die LOAD-spesifikasie van !STEP.

Temperatuurlaste in strukturele analise

Gebruik !TEMPERATURE om laste weens termiese rek in strukturele analise toe te pas. Wanneer ’n temperatuur vir elke nodus of nodusgroep gespesifiseer word, word ekwivalente nodale kragte vir termiese-spanningsanalise saamgestel op grond van die verskil vanaf die verwysingstemperatuur of die vorige temperatuur. Die termiese-uitsettingskoëffisiënt word in die materiaaldefinisie gespesifiseer. Die verwysingstemperatuur word met !REFTEMP gespesifiseer.

Temperatuur kan óf direk in die beheerlêer gespesifiseer word óf uit ’n resultaatlêer gelees word wat deur warmtegeleidingsanalise of ’n ander analise geproduseer is. Wanneer READRESULT gespesifiseer word, word nodale temperature op die datareëls nie gelees nie; in plaas daarvan word resultaatdata wat deur SSTEP, INTERVAL, READTYPE en verwante parameters gespesifiseer word gelees. Wanneer ’n resultaatlêer gebruik word, moet sy gestoorde tyd of stapnommer met die spesifikasie aan die strukturele-analisekant ooreenstem.

Omdat !TEMPERATURE geen AMP-parameter het nie, is dit nie onderhewig aan skaling deur ’n amplitudefunksie nie. Om die temperatuurgeskiedenis te verander, beheer die temperatuurdata self, die hitte-analiseresultate wat gelees word, of die staponderverdeling.

Begintoestande en voorgeskrewe waardes in dinamiese analise (snelheid en versnelling)

In dinamiese analise kan !VELOCITY en !ACCELERATION begintoestande of voorgeskrewe waardes vir snelheid of versnelling spesifiseer. Albei spesifiseer ’n nodus of nodusgroep, ’n vryheidsgraadreeks en ’n waarde. Die vryheidsgraadreeks is 1 tot 6; in modelle met rotasievryheidsgrade stem 4 tot 6 met hoeksnelheid of hoekversnelling ooreen.

TYPE=INITIAL spesifiseer die beginsnelheid of beginversnelling aan die begin van die analise. Wanneer ’n beginsnelheid gegee word, word die beginversnelling vir konsekwentheid met die bewegingsvergelyking bereken. Wanneer ’n beginversnelling gegee word, bestaan daar ’n roete waarin die beginsnelheid bereken word.

TYPE=TRANSIT spesifiseer ’n tydveranderlike voorgeskrewe snelheid of voorgeskrewe versnelling. As TYPE weggelaat word, word dit as TRANSIT behandel. Wanneer AMP gespesifiseer word, word die amplitudefunksie op die dinamiese-analisetyd geïnterpoleer en met die voorgeskrewe waarde vermenigvuldig.

Meerpuntbeperkings

Gebruik die meerpuntbeperkingsfunksie wanneer ’n lineêre verhouding tussen verskeie nodale vryheidsgrade opgelê moet word. Die ooreenstemmende sleutelwoord is !EQUATION, wat verhoudings soos rigiede koppeling, periodieke grense en verplasingsverhoudings tussen nodusse kan uitdruk wat moeilik met ’n vaste beperking op een nodus en een vryheidsgraad voorgestel kan word.

Vir riglyne oor die gebruik van meerpuntbeperkings, hoe dit deur die lineêre oplosser hanteer word en hul verhouding tot ander vryheidsgraad-koppelingsfunksies soos kontak TIED, sien Meerpuntbeperkings.

Randvoorwaardes in warmtegeleidingsanalise

In warmtegeleidingsanalise word vaste temperatuur, hittevloei, konveksie en straling as randvoorwaardes toegepas. Afsonderlik van !STEP vir strukturele analise word tydbeheer vir hitte-analise met !HEAT gespesifiseer.

Sleutelwoord Teiken Beskrywing Amplitudespesifikasie
!FIXTEMP Nodus of nodusgroep Stel temperatuur vas. AMP
!CFLUX Nodus of nodusgroep Pas gekonsentreerde nodale hittevloei toe. AMP
!DFLUX Element of elementgroep Pas verspreide hittevloei op ’n elementvolume of elementvlak toe. AMP
!SFLUX Oppervlakgroep Pas hittevloei op ’n oppervlakgroep toe. AMP
!FILM Element of elementgroep Pas ’n konveksiegrens op ’n elementvlak toe. AMP1, AMP2
!SFILM Oppervlakgroep Pas ’n konveksiegrens op ’n oppervlakgroep toe. AMP1, AMP2
!RADIATE Element of elementgroep Pas ’n stralingsgrens op ’n elementvlak toe. AMP1, AMP2
!SRADIATE Oppervlakgroep Pas ’n stralingsgrens op ’n oppervlakgroep toe. AMP1, AMP2

Vir !DFLUX stel BF volumetriese hittegenerering voor, terwyl S0 tot S6 hittevloei op elementvlakke voorstel. Vir !FILM word elementvlakke deur F0 tot F6 gespesifiseer; vir !RADIATE deur R0 tot R6. Omdat die ooreenstemming tussen vlaknommers en werklike elementvlakke van die elementtipe afhang, sien die verwysing vir elke sleutelwoord vir besonderhede.

’n Konveksiegrens spesifiseer ’n konveksiekoëffisiënt en eksterne temperatuur. ’n Stralingsgrens spesifiseer ’n emissiwiteit-ekwivalente koëffisiënt en omgewingstemperatuur. AMP1 stem met die koëffisiëntkant ooreen en AMP2 met die eksterne of omgewingstemperatuurkant, sodat onafhanklike tydvariasie vir elkeen moontlik is.

Amplitudefunksies

’n Amplitudefunksie definieer die tydvariasie van ’n randvoorwaarde of las deur ’n tabel van tye en waardes. In die invoer word ’n benoemde tydtabel met !AMPLITUDE gedefinieer en deur die AMP-, AMP1- of AMP2-parameter van die teikensleutelwoord verwys.

Die belangrikste toepaslike sleutelwoorde is soos volg.

!AMPLITUDE word in tabelvorm (DEFINITION=TABULAR) gelees en die tydtipe word as staptyd (TIME=STEP) behandel. Waardes kan as relatiewe of absolute waardes gedefinieer word, maar vir individuele sleutelwoorde word dit normaalweg as faktore gebruik wat ’n basiswaarde vermenigvuldig.

!TEMPERATURE is nie aan amplitudefunksies onderhewig nie.

Sien ook