Μετάβαση στο περιεχόμενο

Βιβλιοθήκη στοιχείων

Το FrontISTR χρησιμοποιεί γραμμικά, επίπεδα, στερεά, διεπιφανειακά, δοκού και κελύφους στοιχεία ανάλογα με τη γεωμετρία του αντικειμένου ανάλυσης, τις διέπουσες εξισώσεις και τους απαιτούμενους βαθμούς ελευθερίας. Η σελίδα αυτή συνοψίζει τις πληροφορίες που απαιτούνται για την επιλογή στοιχείων: ποια στοιχεία είναι διαθέσιμα για κάθε τύπο ανάλυσης, πώς επιλέγονται οι διατυπώσεις για στερεά στοιχεία 1ης τάξης, πώς συνδυάζονται δομικά στοιχεία με στερεά στοιχεία και ποιες επιφάνειες στοιχείων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για επαφή στη δομική ανάλυση.

Για τη συγκεκριμένη σύνταξη των λέξεων-κλειδιών εισόδου, ανατρέξτε στην αναφορά λέξεων-κλειδιών. Οι μαθηματικές παραγωγές των συναρτήσεων σχήματος, των μητρών δυσκαμψίας και των μεθόδων αποφυγής κλειδώματος καλύπτονται στο θεωρητικό εγχειρίδιο.

Επισκόπηση της βιβλιοθήκης στοιχείων

Οι κατηγορίες στοιχείων που χειρίζεται ο τρέχων πηγαίος κώδικας του FrontISTR μπορούν να ταξινομηθούν γενικά σε γραμμικά, επίπεδα, στερεά, διεπιφανειακά, δοκού και κελύφους στοιχεία. Χρησιμοποιήστε επίπεδα ή στερεά στοιχεία όταν διακριτοποιείτε απευθείας ένα συνεχές μέσο και στοιχεία δοκού ή κελύφους όταν θέλετε να αναπαραστήσετε αποδοτικά λεπτόμορφα μέλη ή λεπτότοιχες κατασκευές. Στη θερμική ανάλυση, ακόμη και στοιχεία της ίδιας γεωμετρικής κατηγορίας ακολουθούν διαφορετική διαδρομή συναρμολόγησης από τη δομική ανάλυση, επομένως τα διαθέσιμα στοιχεία πρέπει πάντοτε να ελέγχονται στον ακόλουθο πίνακα.

Οι αριθμοί τύπου στοιχείου αποτελούνται κατά κανόνα από 3 ψηφία. Το πρώτο ψηφίο δηλώνει τη γενική κατηγορία στοιχείου, ενώ τα υπόλοιπα 2 διακρίνουν τη γεωμετρία και τη σειρά. Για παράδειγμα, τα 231/232 είναι η σειρά τριγωνικών επίπεδων στοιχείων 1ης/2ης τάξης, τα 341/342 η σειρά τετραεδρικών στοιχείων 1ης/2ης τάξης και τα 361/362 η σειρά εξαεδρικών στοιχείων 1ης/2ης τάξης. Ωστόσο, όπως φαίνεται από το ότι το 301 είναι 2-κομβικό στοιχείο δικτυώματος και το 743 είναι 9-κομβικό στοιχείο κελύφους, δεν ακολουθούν όλες οι σειρές έναν απλό κανόνα όπως «τελευταίο ψηφίο 1 = 1η τάξη, 2 = 2η τάξη». Μην συμπεραίνετε μηχανικά το στοιχείο μόνο από τον αριθμό· επιβεβαιώστε το στους ακόλουθους πίνακες.

Βιβλιοθήκη στοιχείων

Σχήμα 4.1.1 Βιβλιοθήκη στοιχείων

Τα σύμβολα στους πίνακες έχουν τις ακόλουθες σημασίες.

  • ○: Υποστηρίζεται.
  • —: Δεν υποστηρίζεται.

Εδώ, «Δυναμική» σημαίνει μη μόνιμη δυναμική ανάλυση και «Ιδιομορφική» σημαίνει τον υπολογισμό ιδιομορφών που χρησιμοποιείται στην ιδιομορφική ανάλυση και ως βάση για την ανάλυση απόκρισης συχνότητας. Στη στήλη Θερμική, με ○ επισημαίνονται μόνο τα στοιχεία που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ανάλυση αγωγής θερμότητας.

Στοιχεία συνεχούς και διεπιφανειακά στοιχεία

Κατηγορία στοιχείου Τύπος στοιχείου Κόμβοι Δομικοί ΒΕ/κόμβο Θερμικοί ΒΕ/κόμβο Γεωμετρία / τάξη Τάση Δυναμική Ιδιομορφική Θερμική Διατύπωση / Παρατηρήσεις
Γραμμικό στοιχείο 111 2 — 1 2-κομβικό γραμμικό στοιχείο — — — ○ 1D στοιχείο για αγωγή θερμότητας
Γραμμικό στοιχείο 112 3 — — 3-κομβικό γραμμικό στοιχείο — — — — Δεν υποστηρίζεται από τις τρέχουσες λειτουργίες ανάλυσης
Επίπεδο στοιχείο 231 3 3 1 Τριγωνικό στοιχείο 1ης τάξης ○ ○ ○ ○ 2D συνεχές
Επίπεδο στοιχείο 232 6 3 1 Τριγωνικό στοιχείο 2ης τάξης ○ ○ ○ ○ 2D συνεχές
Επίπεδο στοιχείο 241 4 3 1 Τετραπλευρικό στοιχείο 1ης τάξης ○ ○ ○ ○ 2D συνεχές
Επίπεδο στοιχείο 242 8 3 1 Τετραπλευρικό στοιχείο 2ης τάξης ○ ○ ○ ○ Οικογένεια Serendipity
Στερεό στοιχείο 301 2 3 1 2-κομβικό στοιχείο δικτυώματος ○ ○ ○ — Εξαίρεση από τη σύμβαση αρίθμησης· δεν υποστηρίζεται στη θερμική ανάλυση
Στερεό στοιχείο 341 4 3 1 Τετραεδρικό στοιχείο 1ης τάξης ○ ○ ○ ○ Πλήρης ολοκλήρωση, επιλεκτική εξομάλυνση βάσει ακμών/κόμβων
Στερεό στοιχείο 342 10 3 1 Τετραεδρικό στοιχείο 2ης τάξης ○ ○ ○ ○
Στερεό στοιχείο 351 6 3 1 Πενταεδρικό στοιχείο 1ης τάξης ○ ○ ○ ○
Στερεό στοιχείο 352 15 3 1 Πενταεδρικό στοιχείο 2ης τάξης ○ ○ ○ ○
Στερεό στοιχείο 361 8 3 1 Εξαεδρικό στοιχείο 1ης τάξης ○ ○ ○ ○ Πλήρης ολοκλήρωση, B-bar, ασύμβατη, F-bar, μικτή u-p
Στερεό στοιχείο 362 20 3 1 Εξαεδρικό στοιχείο 2ης τάξης ○ ○ ○ ○ Οικογένεια Serendipity
Στοιχείο σύνδεσης 511 2 3 — 2-κομβικό στοιχείο σύνδεσης ○ ○ ○ — Για ελατήρια και αποσβεστήρες· δεν διαθέτει μήτρα μάζας
Διεπιφανειακό στοιχείο 541 4×2 — 1 Τετραπλευρικό επιφανειακό στοιχείο 1ης τάξης — — — ○ Για μεταφορά θερμότητας διακένου και ακτινοβολία· δεν διαθέτει μήτρα θερμοχωρητικότητας
Διεπιφανειακό στοιχείο 542 8×2 — — Τετραπλευρικό επιφανειακό στοιχείο 2ης τάξης — — — — Δεν υποστηρίζεται

Δομικά στοιχεία

Κατηγορία στοιχείου Τύπος στοιχείου Κόμβοι Δομικοί ΒΕ/κόμβο Θερμικοί ΒΕ/κόμβο Γεωμετρία / τάξη Τάση Δυναμική Ιδιομορφική Θερμική Διατύπωση / Παρατηρήσεις
Στοιχείο δοκού 611 2 6 1 2-κομβικό στοιχείο δοκού ○ ○ ○ — Δοκός Bernoulli-Euler· δεν υποστηρίζεται στη θερμική ανάλυση
Στοιχείο δοκού 641 2×2 3 1 2-κομβικό στοιχείο δοκού (για μικτούς ΒΕ) ○ ○ ○ — Δοκός Bernoulli-Euler· δεν υποστηρίζεται στη θερμική ανάλυση
Στοιχείο κελύφους 731 3 6 1 Τριγωνικό στοιχείο 1ης τάξης ○ ○ ○ ○ MITC3
Στοιχείο κελύφους 732 6 — — Τριγωνικό στοιχείο 2ης τάξης — — — — Δεν υποστηρίζεται από τις τρέχουσες λειτουργίες ανάλυσης
Στοιχείο κελύφους 741 4 6 1 Τετραπλευρικό στοιχείο 1ης τάξης ○ ○ ○ ○ MITC4
Στοιχείο κελύφους 743 9 6 — Τετραπλευρικό στοιχείο 2ης τάξης ○ ○ ○ — MITC9
Στοιχείο κελύφους 761 3×2 3 — Τριγωνικό στοιχείο 1ης τάξης (για μικτούς ΒΕ) ○ ○ ○ — MITC3· για μικτούς ΒΕ με στερεά
Στοιχείο κελύφους 781 4×2 3 — Τετραπλευρικό στοιχείο 1ης τάξης (για μικτούς ΒΕ) ○ ○ ○ — MITC4· για μικτούς ΒΕ με στερεά
  • Από τα στερεά στοιχεία 1ης τάξης, τα 341 και 361 διαθέτουν επιλογές διατύπωσης, επομένως υπάρχουν πολλαπλές επιλογές ακόμη και για την ίδια γεωμετρία.
  • Όταν χρησιμοποιείται επαφή στη δομική ανάλυση, δεν υποστηρίζονται επιφάνειες επαφής στοιχείων 2ης τάξης.
  • Τα δομικά στοιχεία 611/731/741/743 χρησιμοποιούν κόμβους 6 βαθμών ελευθερίας και δεν μπορούν να αναμειχθούν απευθείας με στερεά στοιχεία. Για μικτά μοντέλα χρησιμοποιήστε 641/761/781.
  • Το στοιχείο δοκού 611 δεν υποστηρίζει αναλύσεις που περιλαμβάνουν θερμική τάση, βαρύτητα, πίεση ή φυγόκεντρη δύναμη. Το στοιχείο δοκού 641 δεν υποστηρίζει αναλύσεις που περιλαμβάνουν πίεση ή φυγόκεντρη δύναμη.
  • Στη γραμμική δυναμική ανάλυση, δεν υποστηρίζεται παράλληλος υπολογισμός όταν χρησιμοποιούνται στοιχεία κελύφους 731/741/743. Με τα υπόλοιπα στοιχεία μπορεί να χρησιμοποιηθεί παράλληλος υπολογισμός.

Επιλογή διατυπώσεων

Για τα στερεά στοιχεία 1ης τάξης, εκτός από τη γεωμετρία αποτελεί κριτήριο επιλογής και η διατύπωση. Ειδικότερα, το εξαεδρικό στοιχείο 1ης τάξης 361 έχει υλοποιηθεί έτσι ώστε να μπορούν να επιλεγούν 4 τύποι διατυπώσεων ανάλογα με τα χαρακτηριστικά του προβλήματος. Το τετραεδρικό στοιχείο 1ης τάξης 341 παρέχει επίσης επιλογή εξομαλυμένης FEM. Και στις δύο περιπτώσεις, η διατύπωση επιλέγεται με !SECTION και FORM341 ή FORM361.

Εξαεδρικό στοιχείο 1ης τάξης (361)

Στον τρέχοντα πηγαίο κώδικα, το FORM361 μπορεί να οριστεί σε μία από 5 επιλογές: FI, BBAR, IC, FBAR ή UP. Αν παραλειφθεί το FORM361, η προεπιλογή εξαρτάται από τον τύπο ανάλυσης: IC για στατική και μη μόνιμη δυναμική ανάλυση μικρών παραμορφώσεων, FBAR για στατική και μη μόνιμη δυναμική ανάλυση μεγάλων παραμορφώσεων, IC για ιδιομορφική ανάλυση και FI στις άλλες περιπτώσεις (το UP ενεργοποιείται μόνο όταν καθοριστεί ρητά).

  • FI: Τυπικό στοιχείο πλήρους ολοκλήρωσης. Είναι ευαίσθητο σε διατμητικό κλείδωμα στην κάμψη και σε ογκομετρικό κλείδωμα σε σχεδόν ασυμπίεστη παραμόρφωση, επομένως χρησιμοποιείται κυρίως ως βάση σύγκρισης της απόδοσης στοιχείων.
  • IC: Διατύπωση με ασύμβατες μορφές. Αποτελεί πρώτη επιλογή όταν επιδιώκεται η καταστολή του διατμητικού κλειδώματος σε προβλήματα όπου κυριαρχεί η κάμψη και είναι η προεπιλογή για γραμμική ανάλυση μικρών παραμορφώσεων.
  • BBAR: Στοιχείο B-bar που διορθώνει την ογκομετρική συνιστώσα παραμόρφωσης και είναι κατάλληλο για προβλήματα όπου κυριαρχεί το ογκομετρικό κλείδωμα. Μπορεί να εξεταστεί για σχεδόν ασυμπίεστα ελαστομερή υλικά ή υλικά με μεγάλο λόγο Poisson, αλλά επειδή ο υπολογισμός της ογκομετρικής παραμόρφωσης υποθέτει γραμμικότητα, δεν μπορεί να ληφθεί υπόψη πεπερασμένη περιστροφή. Γενικά συνιστάται η χρήση του στοιχείου F-Bar.
  • FBAR: Στοιχείο F-bar που διορθώνει την ογκομετρική συνιστώσα της βαθμίδας παραμόρφωσης. Είναι κατάλληλο για προβλήματα μεγάλων παραμορφώσεων με έντονα φαινόμενα ασυμπιεστότητας και αποτελεί την προεπιλογή για ανάλυση μεγάλων παραμορφώσεων.
  • UP: Μικτό στοιχείο u-p που χειρίζεται ανεξάρτητα τη μετατόπιση και την πίεση του στοιχείου. Διαχωρίζει την τάση σε αποκλίνουσα συνιστώσα και πίεση ώστε να αποφεύγεται το ογκομετρικό κλείδωμα σε σχεδόν ασυμπίεστα υλικά, όπως ελαστομερή με λόγο Poisson εξαιρετικά κοντά στο 0.5 ή μέταλλα μετά από πλαστική παραμόρφωση. Υπάρχει 1 βαθμός ελευθερίας πίεσης ανά 1 στοιχείο (σταθερός μέσα στο στοιχείο), ο οποίος συμπυκνώνεται στατικά σε επίπεδο στοιχείου. Υποστηρίζονται διατυπώσεις μικρών παραμορφώσεων, Total Lagrange και Updated Lagrange.

Αν δεν είναι σαφές ποια διατύπωση να χρησιμοποιηθεί, πρακτική αφετηρία είναι το IC για δομική ανάλυση μικρών παραμορφώσεων και το FBAR για μεγάλες παραμορφώσεις ή υπερελαστικότητα· αν το διατμητικό κλείδωμα είναι το κύριο πρόβλημα, συγκρίνετε με IC. Αν κυριαρχεί η σχεδόν ασυμπιεστότητα και θέλετε να χειριστείτε ρητά το πεδίο πίεσης, εξετάστε το UP. Για λεπτομερές θεωρητικό υπόβαθρο, ανατρέξτε στο θεωρητικό εγχειρίδιο.

Τετραεδρικό στοιχείο 1ης τάξης (341)

Στον τρέχοντα πηγαίο κώδικα, το FORM341 μπορεί να οριστεί σε FI ή SELECTIVE_ESNS. Η προεπιλογή είναι πάντοτε FI. Όταν επιλεγεί SELECTIVE_ESNS, κατά την αρχικοποίηση δημιουργείται επιπλέον συνδεσιμότητα για εξομαλυμένα στοιχεία και το στοιχείο αντιμετωπίζεται με επιλεκτική FEM εξομάλυνσης βάσει ακμών/κόμβων.

  • FI: Τυπικό τετραεδρικό στοιχείο 1ης τάξης. Η δημιουργία πλέγματος είναι εύκολη, αλλά το στοιχείο είναι ευαίσθητο σε διατμητικό κλείδωμα στην κάμψη και σε ογκομετρικό κλείδωμα υπό σχεδόν ασυμπίεστες συνθήκες.
  • SELECTIVE_ESNS: Εισάγει εξομάλυνση βάσει ακμών/κόμβων για να μειώσει τα φαινόμενα διατμητικού και ογκομετρικού κλειδώματος που εμφανίζονται εύκολα σε τετραεδρικά στοιχεία 1ης τάξης. Είναι ισχυρή επιλογή όταν γεωμετρικοί περιορισμοί επιβάλλουν τη χρήση τετραέδρων.

Αν για γεωμετρικούς λόγους πρέπει να χρησιμοποιηθεί το στοιχείο 341 και το κλείδωμα είναι σημαντικό με το τυπικό FI, εξετάστε το SELECTIVE_ESNS. Αντίθετα, αν μπορούν να χρησιμοποιηθούν εξαεδρικά στοιχεία 1ης τάξης, η σειρά 361 παρέχει γενικά ευρύτερο φάσμα επιλογών, επομένως εξετάστε πρώτα τα IC/BBAR/FBAR.

Όταν χρησιμοποιείτε SELECTIVE_ESNS με παράλληλο MPI, προσέξτε το βάθος επικάλυψης κατά τη διαμέριση περιοχής. Η εξομάλυνση βάσει ακμών/κόμβων υπολογίζει μέσους όρους μεγεθών από στοιχεία γειτονικά στο στοιχείο-στόχο, επομένως η συναρμολόγηση της δυσκαμψίας στοιχείου μέσα σε μία υποπεριοχή απαιτεί πληροφορίες από στοιχεία δύο επιπέδων γειτνίασης μακριά. Με το προεπιλεγμένο βάθος επικάλυψης 1, οι στόχοι εξομάλυνσης κοντά στα όρια περιοχών είναι ανεπαρκείς· επομένως, στο !PARTITION, καθορίστε DEPTH=2 κατά τη διαμέριση περιοχής. Για λεπτομέρειες διαμόρφωσης, ανατρέξτε στο Βάθος επικάλυψης στη διαμέριση περιοχής.

Συνδυασμός δομικών και στερεών στοιχείων

Ακόμη και για το ίδιο «στοιχείο δοκού» ή «στοιχείο κελύφους», οι βαθμοί ελευθερίας αντιμετωπίζονται διαφορετικά στη δομική και στη θερμική ανάλυση. Συνεπώς, διαφέρουν και οι κανόνες συνδυασμού τους με στερεά στοιχεία.

Δομική ανάλυση

Στη δομική ανάλυση, ο αριθμός κομβικών βαθμών ελευθερίας ndof είναι σταθερός σε 1 τιμή για ολόκληρη την ανάλυση. Τα στερεά στοιχεία έχουν 3 ΒΕ ανά 1 κόμβο (μεταφορές), ενώ το τυπικό στοιχείο δοκού 611 και τα στοιχεία κελύφους 731/741/743 έχουν 6 ΒΕ ανά 1 κόμβο (μεταφορές + περιστροφές). Επομένως, τα 611, 731, 741 και 743 δεν μπορούν να αναμειχθούν απευθείας με στερεά στοιχεία στο ίδιο σύστημα κομβικών βαθμών ελευθερίας.

Για την αποφυγή αυτού του περιορισμού παρέχονται οι εκδόσεις με κόμβους 3 ΒΕ, 641, 761 και 781. Τοποθετώντας χωριστά τους κόμβους με μεταφορικούς ΒΕ από τους κόμβους με περιστροφικούς ΒΕ, τα στοιχεία αυτά αναπαριστούν τους περιστροφικούς βαθμούς ελευθερίας δοκών και κελυφών διατηρώντας ndof=3 για ολόκληρη την ανάλυση. Η αντιστοιχία είναι η εξής.

  • Το 641 είναι το στοιχείο δοκού μικτών ΒΕ που αντιστοιχεί στο 611.
  • Το 761 είναι το τριγωνικό στοιχείο κελύφους μικτών ΒΕ που αντιστοιχεί στο 731.
  • Το 781 είναι το τετραπλευρικό στοιχείο κελύφους μικτών ΒΕ που αντιστοιχεί στο 741.

Στα στοιχεία μικτών ΒΕ, οι περιστροφικοί βαθμοί ελευθερίας ανατίθενται σε ξεχωριστούς «κόμβους με περιστροφικούς ΒΕ». Επομένως, κατά την εφαρμογή περιορισμών ή συγκεντρωμένων φορτίων, οι περιστροφικοί ΒΕ πρέπει να εισάγονται ως ΒΕ 1, 2 και 3 για τους κόμβους που φέρουν περιστροφικούς βαθμούς ελευθερίας. Οι ΒΕ 1, 2 και 3 στους μεταφορικούς κόμβους διακρίνονται από τους ΒΕ 1, 2 και 3 στους περιστροφικούς κόμβους μέσω της ταυτότητας του κόμβου.

Κατά συνέπεια, η βασική κατευθυντήρια γραμμή είναι να χρησιμοποιούνται τα 611/731/741/743 όταν το μοντέλο αποτελείται μόνο από δοκούς και κελύφη και να επιλέγονται τα 641/761/781 όταν συνδυάζονται με στερεά στοιχεία.

Θερμική ανάλυση

Στη θερμική ανάλυση, τίθεται hecMAT%NDOF = 1 και οι κομβικοί βαθμοί ελευθερίας ενοποιούνται σε 1 βαθμό ελευθερίας θερμοκρασίας. Υπό αυτή την έννοια, δεν προκύπτει το πρόβλημα της δομικής ανάλυσης ότι τα στοιχεία δεν μπορούν να αναμειχθούν αν δεν χρησιμοποιηθούν οι εκδόσεις με κόμβους 3 ΒΕ.

Ωστόσο, τα δομικά στοιχεία που υποστηρίζονται στη θερμική ανάλυση περιορίζονται στα 731 και 741. Τα στοιχεία 611, 641 και 301 δεν υποστηρίζονται στη θερμική ανάλυση. Επομένως, κατά την επιλογή στοιχείων για θερμική ανάλυση είναι ασφαλέστερο να χρησιμοποιούνται ως κριτήριο τα στοιχεία που σημειώνονται με ○ στη στήλη Θερμική του προηγούμενου πίνακα, αντί να εφαρμόζεται η λογική μικτών ΒΕ της δομικής ανάλυσης.

Στοιχεία σύνδεσης (ελατήρια και αποσβεστήρες)

Όταν 2 κόμβοι πρέπει να συνδεθούν με διακριτό ελατήριο ή αποσβεστήρα, χρησιμοποιήστε 2-κομβικό στοιχείο σύνδεσης (τύπος στοιχείου 511). Ένα στοιχείο σύνδεσης παρέχει μόνο δυσκαμψία ή απόσβεση μεταξύ των 2 συνδεδεμένων κόμβων· δεν έχει γεωμετρία, διατομή ή μάζα.

Για ελατήρια και αποσβεστήρες, τα στοιχεία σύνδεσης μπορούν να αναπαραστήσουν από 2 τύπους χαρακτηριστικών, συνολικά 4 τύπους. Το χαρακτηριστικό που αναπαρίσταται καθορίζεται από το υλικό που έχει ανατεθεί στο στοιχείο.

  • Αξονικό ελατήριο — Ελατήριο που δρα κατά μήκος του άξονα που συνδέει τους 2 κόμβους. Η διεύθυνση του ελατηρίου ακολουθεί την παραμόρφωση του μοντέλου. Καθορίζεται με !SPRING_A.
  • Ελατήριο με καθορισμένους βαθμούς ελευθερίας — Ελατήριο που συνδέει έναν καθορισμένο βαθμό ελευθερίας ενός κόμβου με έναν καθορισμένο βαθμό ελευθερίας του άλλου κόμβου. Η διεύθυνσή του καθορίζεται από τους αριθμούς βαθμών ελευθερίας και δεν ακολουθεί την παραμόρφωση. Μπορούν να καθοριστούν διαφορετικές σταθερές ελατηρίου για κάθε διεύθυνση. Καθορίζεται με !SPRING_D.
  • Αξονικός αποσβεστήρας — Απόσβεση που δρα κατά την αξονική διεύθυνση. Καθορίζεται με !DASHPOT_A.
  • Αποσβεστήρας με καθορισμένους βαθμούς ελευθερίας — Απόσβεση που συνδέει καθορισμένους βαθμούς ελευθερίας. Καθορίζεται με !DASHPOT_D.

Τα ελατήρια συνεισφέρουν στη μήτρα δυσκαμψίας, ενώ οι αποσβεστήρες στη μήτρα απόσβεσης. Επομένως, τα ελατήρια επιδρούν σε στατικές, δυναμικές και ιδιομορφικές αναλύσεις, ενώ οι αποσβεστήρες επιδρούν μόνο στην έμμεση δυναμική ανάλυση, η οποία συναρμολογεί τη μήτρα απόσβεσης, και δεν έχουν επίδραση στη στατική ανάλυση.

Για να τοποθετήσετε ελατήριο μεταξύ κόμβου και εδάφους αντί μεταξύ 2 κόμβων, χρησιμοποιήστε την οριακή συνθήκη ελατηρίου (!SPRING) αντί για στοιχείο σύνδεσης. Πρόκειται για οριακή συνθήκη που στηρίζει ελαστικά έναν κομβικό βαθμό ελευθερίας χωρίς να ορίζεται στοιχείο.

Ορίστε το στοιχείο σύνδεσης στα δεδομένα πλέγματος ως στοιχείο τύπου 511 και αναθέστε στην ομάδα στοιχείων του μία διατομή τύπου INTERFACE. Καθορίστε τις σταθερές ελατηρίου και τους συντελεστές απόσβεσης ως υλικά στα δεδομένα ελέγχου ανάλυσης. → Για λεπτομέρειες, ανατρέξτε στο !SPRING_A.

Ορισμοί συνδεσιμότητας και αριθμών επιφανειών

Τα ακόλουθα σχήματα και οι πίνακες δείχνουν την αντιστοιχία μεταξύ της σειράς κόμβων και των αριθμών επιφανειών στην είσοδο μορφής HEC-MW. Για τη σχέση μεταξύ της αρίθμησης ενδιάμεσων κόμβων σε στοιχεία 2ης τάξης και της σειράς που προϋποθέτει η εσωτερική υλοποίηση συναρτήσεων σχήματος του FrontISTR, ανατρέξτε στη «Βιβλιοθήκη στοιχείων» του θεωρητικού εγχειριδίου.

Γραμμικά στοιχεία

Γραμμικό στοιχείο

Τριγωνικά επίπεδα στοιχεία

Τριγωνικό επίπεδο στοιχείο

Αριθμός επιφάνειας Πρώτη τάξη Δεύτερη τάξη
1 1 - 2 1 - 6 - 2
2 2 - 3 2 - 4 - 3
3 3 - 1 3 - 5 - 1

Τετραπλευρικά επίπεδα στοιχεία

Τετραπλευρικό επίπεδο στοιχείο

Αριθμός επιφάνειας Πρώτη τάξη Δεύτερη τάξη
1 1 - 2 1 - 5 - 2
2 2 - 3 2 - 6 - 3
3 3 - 4 3 - 7 - 4
4 4 - 1 4 - 8 - 1

Τετραεδρικά στοιχεία

Τετραεδρικό στοιχείο

Αριθμός επιφάνειας Πρώτη τάξη Δεύτερη τάξη
1 1 - 2 - 3 1 - 7 - 2 - 5 - 3 - 6
2 1 - 2 - 4 1 - 7 - 2 - 9 - 4 - 8
3 2 - 3 - 4 2 - 5 - 3 - 10 - 4 - 9
4 3 - 1 - 4 3 - 6 - 1 - 10 - 4 - 8

Πενταεδρικά στοιχεία

Πενταεδρικό στοιχείο

Αριθμός επιφάνειας Πρώτη τάξη Δεύτερη τάξη
1 1 - 2 - 3 1 - 9 - 2 - 7 - 3 - 8
2 4 - 5 - 6 4 - 12 - 5 - 10 - 6 - 11
3 1 - 2 - 5 - 4 1 - 9 - 2 - 14 - 5 - 12 - 4 - 13
4 2 - 3 - 6 - 5 2 - 7 - 3 - 15 - 6 - 10 - 5 - 14
5 3 - 1 - 4 - 6 3 - 8 - 1 - 13 - 4 - 11 - 6 - 15

Εξαεδρικά στοιχεία

Εξαεδρικό στοιχείο

Αριθμός επιφάνειας Πρώτη τάξη Δεύτερη τάξη
1 1 - 2 - 3 - 4 1 - 9 - 2 - 10 - 3 - 11 - 4 - 12
2 5 - 6 - 7 - 8 5 - 13 - 6 - 14 - 7 - 15 - 8 - 16
3 1 - 2 - 6 - 5 1 - 9 - 2 - 18 - 6 - 13 - 5 - 17
4 2 - 3 - 7 - 6 2 - 10 - 3 - 19 - 7 - 14 - 6 - 18
5 3 - 4 - 8 - 7 3 - 11 - 4 - 20 - 8 - 15 - 7 - 19
6 4 - 1 - 5 - 8 4 - 12 - 1 - 17 - 5 - 16 - 8 - 20

Στοιχεία δοκού

Στοιχείο δοκού

Στοιχείο δοκού με κόμβους 3 ΒΕ

Στοιχείο δοκού με κόμβους 3 ΒΕ

Οι κόμβοι 1 και 2 έχουν μεταφορικούς βαθμούς ελευθερίας, ενώ οι κόμβοι 3 και 4 έχουν περιστροφικούς βαθμούς ελευθερίας.

Τριγωνικά στοιχεία κελύφους

Τριγωνικό στοιχείο κελύφους

Αριθμός επιφάνειας Πρώτη τάξη Δεύτερη τάξη
1 1 - 2 - 3 [εμπρός] 1 - 6 - 2 - 4 - 3 - 5 [εμπρός]
2 3 - 2 - 1 [πίσω] 3 - 4 - 2 - 6 - 1 - 5 [πίσω]

Τριγωνικό στοιχείο κελύφους με κόμβους 3 ΒΕ

Τριγωνικό στοιχείο κελύφους με κόμβους 3 ΒΕ

Οι κόμβοι 1, 2 και 3 έχουν μεταφορικούς βαθμούς ελευθερίας, ενώ οι κόμβοι 4, 5 και 6 έχουν περιστροφικούς βαθμούς ελευθερίας.

Αριθμός επιφάνειας Πρώτη τάξη
1 1 - 2 - 3 [εμπρός]
2 3 - 2 - 1 [πίσω]

Τετραπλευρικά στοιχεία κελύφους

Τετραπλευρικό στοιχείο κελύφους

Αριθμός επιφάνειας Πρώτη τάξη Δεύτερη τάξη
1 1 - 2 - 3 - 4 [εμπρός] 1 - 5 - 2 - 6 - 3 - 7 - 4 - 8 [εμπρός]
2 4 - 3 - 2 - 1 [πίσω] 4 - 7 - 3 - 6 - 2 - 5 - 1 - 8 [πίσω]

Τετραπλευρικό στοιχείο κελύφους με κόμβους 3 ΒΕ

Τετραπλευρικό στοιχείο κελύφους με κόμβους 3 ΒΕ

Οι κόμβοι 1, 2, 3 και 4 έχουν μεταφορικούς βαθμούς ελευθερίας, ενώ οι κόμβοι 5, 6, 7 και 8 έχουν περιστροφικούς βαθμούς ελευθερίας.

Αριθμός επιφάνειας Πρώτη τάξη
1 1 - 2 - 3 - 4 [εμπρός]
2 4 - 3 - 2 - 1 [πίσω]
Σχήμα 4.1.2 Συνδεσιμότητα και αριθμοί επιφανειών

Σχετικά θέματα