Control dels passos¶

L'anàlisi estructural de FrontISTR avança canviant les condicions de contorn, les càrregues, el contacte i l'activació dels elements pas a pas. Aquesta pàgina explica la durada temporal, els subpassos, els criteris de convergència i com triar entre increments fixos i increments automàtics/cutback per a cada pas.

Terminologia del temps d'anàlisi¶

Aquesta pàgina distingeix el temps d'anàlisi mitjançant els termes següents.

• Temps actual: temps total transcorregut des de l'inici de l'anàlisi.
• Temps del pas: temps transcorregut des de l'inici del pas actual.
• Durada temporal: temps d'anàlisi que avança en un pas.
• Temps relatiu: temps del pas dividit per la durada temporal. És 0 a l'inici del pas i 1 al final del pas.
• Increment de temps: increment des del temps actual fins al temps següent en què es resol l'equilibri.

Visió general de les funcions¶

El control dels passos s'organitza segons els aspectes següents.

Per a l'anàlisi estàtica es poden seleccionar increments fixos o increments automàtics/cutback. En l'anàlisi dinàmica, les condicions també es poden canviar mitjançant diverses entrades !STEP, i es recomana especificar tant l'increment de temps fix com la durada temporal del pas amb !STEP. A !DYNAMIC, n_step i t_delta es tracten com a valors predeterminats quan s'omet !STEP o per compatibilitat amb versions anteriors. Els increments automàtics/cutback es poden utilitzar amb mètodes implícits no lineals. El control temporal de l'anàlisi de conducció de calor no es gestiona amb !STEP, sinó amb l'especificació del pas de temps a !HEAT.

Les condicions activades en un pas s'especifiquen mitjançant un ID de grup. Com que les condicions de contorn, les càrregues, el contacte i l'activació dels elements es poden canviar per passos, en un únic fitxer de control d'anàlisi es poden representar càrregues per etapes, canvis de les condicions de contacte i anàlisis que inclouen seqüències de construcció. Per seleccionar els modes d'activació/desactivació d'elements, consulteu Activació/desactivació d'elements.

Elecció del control dels passos¶

Trieu el mètode d'increment segons la no-linealitat de l'anàlisi i els temps de sortida necessaris.

• Per a anàlisis lineals o anàlisis completades en un únic pas, sovint no cal un ajust detallat del control d'increments.
• Per a anàlisis estàtiques no lineals en què les càrregues i les respostes varien suaument, els increments fixos sovint són suficients. Si la convergència és difícil, reduïu l'increment de temps.
• Per a anàlisis que impliquen l'inici o l'alliberament del contacte, la progressió de la fluència, grans deformacions o canvis sobtats de la no-linealitat del material, cal considerar primer els increments automàtics/cutback. Els increments es poden augmentar en regions que convergeixen fàcilment i reduir en regions on la convergència és difícil.
• Si calen resultats en temps específics mentre s'utilitzen increments automàtics, utilitzeu conjuntament una llista de temps de sortida.

Ajusteu els criteris de convergència per equilibrar l'estabilitat de l'anàlisi i el temps de càlcul. Endurir els criteris de convergència millora la precisió de l'equilibri però augmenta el nombre d'iteracions. En anàlisis que impliquen contacte o multiplicadors de Lagrange, no només el criteri residual ordinari, sinó també el nombre d'iteracions de contacte i el criteri del multiplicador de Lagrange afecten el progrés del càlcul.

Control dels passos per a l'anàlisi estàtica¶

L'anàlisi estàtica consta d'un o més passos d'anàlisi. La iteració sobre els passos s'anomena bucle de passos, i la iteració que resol un pas dividint-lo en increments de temps s'anomena bucle de subpassos. A cada subpas, l'equilibri es calcula utilitzant el factor de càrrega, les condicions de contorn, l'estat de contacte i altres condicions en el temps especificat.

Amb increments fixos, l'increment de temps dins del pas avança amb el valor especificat. Si la convergència falla, l'anàlisi acaba en aquell punt.

Amb increments automàtics/cutback, el valor base de l'increment de temps següent dtime_base s'actualitza a partir de l'estat de convergència del subpas anterior. Si la convergència falla, es restaura l'estat desat anteriorment i es torna a calcular el mateix interval temporal amb un increment de temps més petit.

El flux dels increments automàtics/cutback és el següent.

1. A l'inici d'un pas, s'utilitza l'increment de temps inicial com a dtime_base.
2. Determineu l'increment de temps real de manera que no sobrepassi el temps final del pas ni el temps de sortida següent.
3. Calculeu l'equilibri en el temps obtingut avançant des del temps actual segons l'increment de temps.
4. Si el càlcul convergeix, avanceu el temps i augmenteu o reduïu el dtime_base següent segons l'estat de convergència.
5. Si el càlcul no convergeix, restaureu l'estat, reduïu dtime_base utilitzant la relació de reducció del cutback i torneu a calcular.
6. Quan el temps actual arriba al temps final del pas, finalitzeu aquell pas.

La decisió d'augmentar o reduir l'increment es pren a partir de l'estat d'iteració del subpas anterior. Les tres magnituds representatives utilitzades per a aquesta decisió són les següents.

Si l'estat en què algun de N_max, N_sum o N_cont supera el seu llindar del costat de reducció continua el nombre de vegades especificat, es redueix l'increment de temps. A la inversa, si l'estat en què els tres es mantenen dins dels seus llindars del costat d'augment continua el nombre de vegades especificat, s'augmenta l'increment de temps. En augmentar-lo, l'increment s'ajusta perquè no superi el límit superior.

Amb increments automàtics/cutback, l'anàlisi acaba amb error en els casos següents.

• S'arriba al límit superior del nombre de subpassos abans del temps final del pas.
• El valor base de l'increment de temps cau per sota del límit inferior de l'increment de temps.
• S'arriba al límit superior de cutback consecutius.

L'exemple següent habilita els increments automàtics i estableix un increment de temps inicial de 0.01, una durada temporal del pas de 2.5, un límit inferior de l'increment de temps d'1E-5, un límit superior de 0.3 i un màxim de 200 subpassos. S'assignen al pas el conjunt de paràmetres d'increment automàtic AP1 i la llista de temps de sortida TP1, que conté els temps totals 1.5, 2.7 i 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

Per al format d'entrada i el valor predeterminat de cada paràmetre, consulteu !STEP, !AUTOINC_PARAM i !TIME_POINTS.

Control dels passos per a l'anàlisi dinàmica¶

Per a la integració temporal directa en l'anàlisi dinàmica, especifiqueu el mètode de solució i els paràmetres d'integració temporal amb !DYNAMIC, i especifiqueu els passos d'anàlisi, els grups de condicions de contorn i càrregues i el mètode d'increment amb !STEP. Si s'omet !STEP, l'anàlisi es tracta com una anàlisi d'un únic pas en què totes les condicions de contorn i les càrregues estan actives.

Amb increments fixos, a la segona línia de !STEP especifiqueu DTIME, ETIME per controlar l'increment de temps i la durada temporal del pas de cada pas. Definir diverses entrades !STEP permet canviar per passos els grups actius de condicions de contorn i càrregues. A !DYNAMIC, t_delta i n_step es tracten com a valors predeterminats per a entrades antigues d'un únic pas en què s'omet !STEP i per compatibilitat amb versions anteriors. Per a entrades noves, es recomana especificar explícitament les condicions temporals amb !STEP, fins i tot quan s'utilitzen increments fixos.

Quan utilitzeu increments automàtics, especifiqueu !STEP, INC_TYPE=AUTO i indiqueu l'increment de temps inicial, la durada temporal del pas, el límit inferior de l'increment de temps i el límit superior a la línia de dades de !STEP. Amb un mètode implícit no lineal, l'increment de temps augmenta o disminueix segons l'estat de les iteracions de Newton i de contacte; si la convergència falla, es restaura l'estat anterior i es repeteix el càlcul amb un increment de temps més petit.

A !STEP, TYPE (STATIC/VISCO) és el commutador de dependència temporal del material per al pas i només és vàlid per a l'anàlisi estàtica. No es consulta en l'anàlisi dinàmica, on l'increment de temps sempre es tracta com a temps real; per tant, especificar a !STEP el TYPE en una anàlisi dinàmica no té cap efecte.

El mètode d'integració temporal i coeficients com els del mètode de Newmark-β s'especifiquen amb !DYNAMIC. Per al format d'entrada, consulteu !DYNAMIC i !STEP.

Control dels passos per a l'anàlisi de conducció de calor¶

El pas de temps de l'anàlisi de conducció de calor s'especifica amb !HEAT. !HEAT especifica un conjunt de valors que inclouen el pas de temps, el temps final, el pas de temps mínim, el canvi màxim de temperatura, el nombre d'iteracions i el criteri de convergència.

El control temporal de l'anàlisi de conducció de calor funciona mitjançant un mecanisme separat de !STEP, INC_TYPE=AUTO per a l'anàlisi estructural estàtica. Per tant, en ajustar el pas de temps de l'anàlisi de conducció de calor, no utilitzeu !STEP; utilitzeu en canvi l'especificació !HEAT. Per al format d'entrada, consulteu !HEAT.

Especificació dels temps de sortida¶

Com que l'increment de temps canvia segons la convergència quan s'utilitzen increments automàtics, pot ser que no es coneguin prèviament els temps en què es generaran els resultats. !TIME_POINTS és una llista de temps utilitzada per ajustar l'increment de temps de manera que l'equilibri es calculi sempre i els resultats es puguin generar en els temps especificats.

Una llista de temps es pot especificar com a temps total des de l'inici de l'anàlisi o com a temps del pas des de l'inici del pas. Utilitzeu el temps total quan especifiqueu temps comuns a diversos passos, i el temps del pas quan especifiqueu les mateixes posicions relatives de sortida per a cada pas.

Per a cada pas, la llista de temps que s'ha d'utilitzar es referencia des de !STEP. Quan s'utilitza juntament amb increments automàtics, l'increment de temps s'escurça perquè no sobrepassi el temps de sortida següent ni el temps final del pas. Per al format d'entrada, consulteu !TIME_POINTS.

Temes relacionats¶

• Tipus d'anàlisi — Visió general dels tipus d'anàlisi, com ara anàlisi estàtica, anàlisi dinàmica i anàlisi de conducció de calor.
• Iteració no lineal i integració temporal — Estructura de les iteracions de Newton, les iteracions de contacte i la integració temporal dins d'un subpas (significat del nombre d'iteracions de Newton i de contacte).
• Activació/desactivació d'elements — Com triar els controls d'activació d'elements habilitats per !STEP.
• Mètode de Newton-Raphson (Teoria) — Teoria del mètode de solució iterativa.
• Criteris de convergència (Teoria) — Teoria de les mesures de convergència.
• !STEP, !AUTOINC_PARAM, !TIME_POINTS — Formats d'entrada per al control dels passos en anàlisis estructurals i dinàmiques.
• !DYNAMIC, !HEAT — Formats d'entrada per al control temporal en anàlisis dinàmiques i de conducció de calor.