विषय पर बढ़ें

सीमा शर्तें और भार

FrontISTR में संरचनात्मक, ऊष्मा चालन और गतिशील विश्लेषण के लिए सीमा शर्तें तथा भार कीवर्ड द्वारा परिभाषित किए जाते हैं। स्थैतिक संरचनात्मक विश्लेषण में परिभाषित सीमा शर्तों और भारों को समूह ID के अनुसार समूहित किया जाता है तथा !STEP की BOUNDARY या LOAD पंक्ति के माध्यम से प्रत्येक चरण पर सक्रिय किया जाता है। गतिशील विश्लेषण में भी अंतर्निहित विधि के !BOUNDARY, !CLOAD, !VELOCITY, !ACCELERATION और !SPRING को !STEP से समूह के अनुसार सक्रिय किया जा सकता है। समय के साथ बदलने वाली शर्तों को !AMPLITUDE से मापित किया जाता है और अनेक स्वतंत्रता कोटियों के बीच रैखिक संबंध !EQUATION से परिभाषित किए जाते हैं।

अवलोकन

सीमा शर्तों और भारों को विश्लेषण प्रकार के अनुसार निम्न प्रकार वर्गीकृत किया जा सकता है।

विश्लेषण प्रकार मुख्य कीवर्ड उद्देश्य
संरचनात्मक विश्लेषण !BOUNDARY स्थिर बाधाएँ, निर्दिष्ट विस्थापन और घूर्णन केंद्र के चारों ओर निर्दिष्ट घूर्णन लागू करता है।
संरचनात्मक विश्लेषण !CLOAD संकेंद्रित नोडीय बल, घूर्णी स्वतंत्रता कोटियों पर आघूर्ण और घूर्णन केंद्र के चारों ओर बलाघूर्ण लागू करता है।
संरचनात्मक विश्लेषण !DLOAD पृष्ठ दाब, पृष्ठ भार, पिंड बल, गुरुत्वाकर्षण और अपकेंद्रीय बल लागू करता है।
संरचनात्मक विश्लेषण !SPRING नोडीय स्वतंत्रता कोटियों पर स्प्रिंग समर्थन लागू करता है।
संरचनात्मक विश्लेषण !TEMPERATURE तापीय प्रतिबल विश्लेषण में प्रयुक्त नोडीय तापमान सीधे निर्दिष्ट करता है या परिणाम फ़ाइल से पढ़ता है।
गतिशील विश्लेषण !VELOCITY, !ACCELERATION प्रारंभिक वेग या त्वरण, अथवा समय-परिवर्ती निर्दिष्ट वेग या त्वरण लागू करता है।
ऊष्मा चालन विश्लेषण !FIXTEMP, !CFLUX, !DFLUX, !SFLUX, !FILM, !SFILM, !RADIATE, !SRADIATE स्थिर तापमान, ऊष्मा अभिवाह, संवहन और विकिरण लागू करता है।
सामान्य !AMPLITUDE सीमा शर्तों और भारों के समय-परिवर्ती पैमाना गुणक सारणीबद्ध रूप में निर्दिष्ट करता है।
जाल परिभाषा !EQUATION बहु-बिंदु बाधा समीकरण परिभाषित करता है।

संरचनात्मक विश्लेषण में स्वतंत्रता-कोटि संख्याएँ 1, 2 और 3 सामान्यतः स्थानांतरण स्वतंत्रता कोटियाँ तथा 4, 5 और 6 घूर्णी स्वतंत्रता कोटियाँ मानी जाती हैं। घूर्णी स्वतंत्रता कोटियाँ छह स्वतंत्रता कोटियों वाले मॉडल, जैसे शेल और बीम तत्वों, में सार्थक होती हैं। केवल द्वि- या त्रिविम ठोस तत्वों वाले मॉडल में बाधाएँ और भार केवल लक्ष्य नोडों पर उपलब्ध स्वतंत्रता कोटियों की सीमा में निर्दिष्ट करें।

संरचनात्मक विश्लेषण में विस्थापन बाधाएँ

विस्थापन बाधाएँ !BOUNDARY से निर्दिष्ट की जाती हैं। किसी नोड या नोड समूह के लिए स्वतंत्रता कोटियों की सीमा और एक मान दिया जाता है। मान 0 स्थिर बाधा को परिभाषित करता है, जबकि शून्येतर मान निर्दिष्ट विस्थापन या निर्दिष्ट घूर्णन को परिभाषित करता है।

संरचनात्मक विश्लेषण में !BOUNDARY, 1 से 6 तक की स्वतंत्रता-कोटि सीमा स्वीकार करता है। 1 से 3 स्थानांतरण विस्थापन के अनुरूप हैं, जबकि 4 से 6 उन नोडों पर घूर्णी बाधाओं के अनुरूप हैं जिनके पास घूर्णी स्वतंत्रता कोटियाँ हैं। स्वतंत्रता कोटियों की सीमा एक साथ निर्दिष्ट की जा सकती है; उदाहरणतः 1 से 3 को एक साथ स्थिर करके स्थानांतरण बाधित किया जा सकता है।

AMP पैरामीटर निर्दिष्ट होने पर निर्दिष्ट मान आयाम फलन के अनुसार समय के साथ बदलता है। सामान्य निर्दिष्टि में निर्दिष्ट विस्थापन को चरण के भीतर भार गुणक या आयाम फलन के परिवर्तन के अनुसार वृद्धिशील रूप से लागू किया जाता है। TOTAL=YES निर्दिष्ट होने पर दिया गया मान लक्ष्य कुल विस्थापन माना जाता है।

ROT_CENTER निर्दिष्ट होने पर केंद्र नोड समूह के सापेक्ष घूर्णी बाधा लागू की जा सकती है। इस निर्दिष्टि में लक्ष्य नोड समूह के स्थानांतरण विस्थापनों की गणना घूर्णन मात्रा से की जाती है और उन्हें बाधा के रूप में लगाया जाता है। ROT_CENTER और TOTAL=YES का संयोजन समर्थित नहीं है, इसलिए घूर्णन केंद्र के चारों ओर घूर्णी बाधाओं का उपयोग वृद्धिशील निर्दिष्टि के रूप में किया जाता है।

संरचनात्मक विश्लेषण में संकेंद्रित भार

संकेंद्रित नोडीय भार !CLOAD से निर्दिष्ट किए जाते हैं। नोड या नोड समूह, स्वतंत्रता-कोटि संख्या और भार मान दिए जाने पर भार उस स्वतंत्रता कोटि के दाएँ पक्ष में सम्मिलित किया जाता है।

स्थानांतरण स्वतंत्रता कोटियों 1 से 3 के लिए निर्दिष्ट मान निर्देशांक दिशाओं में नोडीय बल माने जाते हैं। घूर्णी स्वतंत्रता कोटियों वाले मॉडल में 4 से 6 के लिए निर्दिष्ट मान घूर्णी स्वतंत्रता कोटियों पर आघूर्ण लगा सकते हैं। AMP पैरामीटर निर्दिष्ट होने पर संकेंद्रित भार को आयाम फलन के मान से गुणा किया जाता है।

ROT_CENTER निर्दिष्ट होने पर भार केंद्र नोड समूह के चारों ओर बलाघूर्ण के रूप में लागू होता है। इस स्थिति में निर्दिष्ट बलाघूर्ण सदिश को केंद्र से लक्ष्य नोडों तक के स्थिति सदिशों के आधार पर नोडीय बलों में वितरित किया जाता है। केंद्र और लक्ष्य नोड एक ही स्थान पर हों तो बलाघूर्ण वितरित नहीं किया जा सकता; अतः घूर्णन केंद्र और भार बिंदुओं के ज्यामितीय संबंध की जाँच आवश्यक है।

ऐसे मॉडल में नोड समूह के लिए !CLOAD निर्दिष्ट करते समय सावधानी आवश्यक है जिसमें !MESH (जाल परिष्करण, Refiner) का REFINE के साथ भी उपयोग होता है। परिष्करण मूल नोड समूह में सम्मिलित किनारों पर नए मध्य-पक्ष नोड बनाता है और ये नोड उसी नोड समूह में जोड़ दिए जाते हैं। चूँकि !CLOAD नोड समूह के प्रत्येक नोड को समान संकेंद्रित-भार मान देता है, जोड़े गए मध्य-पक्ष नोडों पर भी वही भार लग जाता है और कुल भार परिष्करण से पहले अपेक्षित मान से भिन्न हो जाता है। नोड समूह द्वारा संकेंद्रित भार निर्दिष्ट करते समय परिष्करण से बढ़ने वाले भार बिंदुओं को ध्यान में रखें, अथवा संभव हो तो अलग-अलग नोड सीधे निर्दिष्ट करें।

संरचनात्मक विश्लेषण में वितरित भार और पिंड बल

वितरित भार और पिंड बल !DLOAD से निर्दिष्ट किए जाते हैं। !DLOAD किसी तत्व समूह या पृष्ठ समूह के लिए भार प्रकार और पैरामीटर निर्दिष्ट करता है। समय परिवर्तन AMP पैरामीटर से निर्दिष्ट किया जाता है।

मुख्य भार प्रकार निम्न हैं।

भार प्रकार विवरण
P0, PP, P1–P6 तत्व पृष्ठ पर कार्यरत दाब लागू करता है। पृष्ठ संख्या और तत्व पृष्ठ का संबंध तत्व प्रकार पर निर्भर करता है।
PX, PY, PZ स्पष्ट निर्देशांक दिशा सहित दाब निर्दिष्ट करता है। इनपुट प्रसंस्करण के दौरान इसे दिशा सदिश में बदला जाता है।
S... पृष्ठ समूह पर पृष्ठ भार लागू करता है। पृष्ठ संख्या पृष्ठ-समूह परिभाषा से प्राप्त होती है।
BX, BY, BZ निर्देशांक दिशा में पिंड बल लागू करता है।
GRAV गुरुत्वीय त्वरण सदिश निर्दिष्ट करता है। इसे पदार्थ घनत्व के साथ संयोजित कर पिंड बल के रूप में सम्मिलित किया जाता है।
CENT घूर्णन अक्ष और कोणीय वेग के आधार पर अपकेंद्रीय बल लागू करता है।

FOLLOW=YES निर्दिष्ट होने पर पृष्ठ दाब विरूपित पृष्ठ की अभिविन्यास का अनुसरण करता है। यह निर्दिष्टि परिमित विरूपण को ध्यान में रखने वाले संरचनात्मक विश्लेषण में सार्थक है। जिन विश्लेषणों में ज्यामितीय अरैखिकता अक्षम है, वहाँ कार्यान्वयन द्वारा अनुगामी दाब अक्षम कर दिया जाता है।

ऊष्मा-विश्लेषण पक्ष के P1 से P6 और S1 से S6 की तरह, पृष्ठ संख्याओं का अर्थ तत्व प्रकार के अनुसार बदलता है। पृष्ठ संख्याओं के सटीक संबंध और डेटा क्षेत्रों के क्रम के लिए कीवर्ड संदर्भ देखें।

संरचनात्मक विश्लेषण में स्प्रिंग समर्थन

स्प्रिंग समर्थन !SPRING से निर्दिष्ट किए जाते हैं। नोड या नोड समूह, स्वतंत्रता-कोटि संख्या और स्प्रिंग नियतांक दिए जाने पर लक्ष्य स्वतंत्रता कोटि की विकर्ण कठोरता में स्प्रिंग कठोरता जोड़ी जाती है और स्प्रिंग प्रतिक्रिया बल को आंतरिक बल के रूप में दाएँ पक्ष में सम्मिलित किया जाता है।

स्वतंत्रता कोटियों 1 से 3 के लिए निर्दिष्ट करने पर समर्थन को स्थानांतरण स्प्रिंग माना जाता है। घूर्णी स्वतंत्रता कोटियों वाले मॉडल में 4 से 6 निर्दिष्ट करने पर घूर्णी स्प्रिंग उपयोग किए जा सकते हैं। स्वतंत्रता-कोटि विन्यास जाँचें ताकि लक्ष्य मॉडल में अनुपस्थित स्वतंत्रता कोटियों पर स्प्रिंग न लगाए जाएँ।

स्प्रिंग द्वारा प्रतिरोध किए जाने वाले विस्थापन संदर्भ का चयन INCREMENTAL पैरामीटर से होता है। डिफ़ॉल्ट INCREMENTAL=NO में विश्लेषण प्रारंभ से संचयी विस्थापन के समानुपाती स्प्रिंग प्रतिक्रिया बल सम्मिलित किया जाता है; अर्थात आंतरिक बल स्प्रिंग नियतांक और संचयी विस्थापन का गुणनफल है। INCREMENTAL=YES में प्रत्येक वृद्धि के लिए स्प्रिंग संदर्भ स्थिति को पिछली वृद्धि की अभिसरित अवस्था पर पुनःस्थापित किया जाता है और केवल उस वृद्धि के भीतर विस्थापन वृद्धि के समानुपाती प्रतिक्रिया बल सम्मिलित किया जाता है। अर्थात आंतरिक बल स्प्रिंग नियतांक और उस वृद्धि के विस्थापन-वृद्धि का गुणनफल है तथा पिछली वृद्धियों से आगे आए विस्थापन का स्प्रिंग प्रतिक्रिया बल में योगदान नहीं होता।

स्प्रिंग नियतांक का समय परिवर्तन AMP पैरामीटर से निर्दिष्ट होता है। आयाम फलन नाम निर्दिष्ट होने पर स्प्रिंग नियतांक को आयाम फलन के मान से गुणा किया जाता है। आयाम मान वर्तमान वृद्धि के अंतिम समय पर मूल्यांकित होता है, जिससे चरण के बीच में सक्रिय या निष्क्रिय होने वाले समर्थन निरूपित किए जा सकते हैं। AMP निर्दिष्ट न होने पर आयाम फलन द्वारा स्प्रिंग नियतांक समय के साथ नहीं बदलता।

INCREMENTAL और AMP दोनों स्थैतिक विश्लेषण तथा अंतर्निहित गतिशील विश्लेषण में प्रभावी हैं। प्रत्येक चरण में स्प्रिंग समर्थन को स्वयं चालू या बंद करने के लिए समूह ID और !STEP की LOAD निर्दिष्टि का उपयोग करें।

संरचनात्मक विश्लेषण में तापमान भार

संरचनात्मक विश्लेषण में तापीय विकृति के कारण भार लागू करने के लिए !TEMPERATURE का उपयोग करें। प्रत्येक नोड या नोड समूह के लिए तापमान निर्दिष्ट करने पर संदर्भ तापमान या पिछले तापमान से अंतर के आधार पर तापीय प्रतिबल विश्लेषण हेतु समतुल्य नोडीय बल संयोजित किए जाते हैं। तापीय प्रसार गुणांक पदार्थ परिभाषा में निर्दिष्ट किया जाता है। संदर्भ तापमान !REFTEMP से निर्दिष्ट होता है।

तापमान नियंत्रण फ़ाइल में सीधे निर्दिष्ट किया जा सकता है या ऊष्मा चालन विश्लेषण अथवा किसी अन्य विश्लेषण से बनी परिणाम फ़ाइल से पढ़ा जा सकता है। READRESULT निर्दिष्ट होने पर डेटा पंक्तियों के नोडीय तापमान नहीं पढ़े जाते; इसके बदले SSTEP, INTERVAL, READTYPE तथा संबंधित पैरामीटरों द्वारा निर्दिष्ट परिणाम डेटा पढ़ा जाता है। परिणाम फ़ाइल उपयोग करते समय उसका सहेजा गया समय या चरण संख्या संरचनात्मक-विश्लेषण पक्ष की निर्दिष्टि से मेल खाना चाहिए।

चूँकि !TEMPERATURE में AMP पैरामीटर नहीं है, इसलिए यह आयाम फलन द्वारा मापन के अधीन नहीं है। तापमान इतिहास बदलने के लिए तापमान डेटा स्वयं, पढ़े जा रहे ऊष्मा-विश्लेषण परिणाम, अथवा चरण विभाजन नियंत्रित करें।

गतिशील विश्लेषण में प्रारंभिक शर्तें और निर्दिष्ट मान (वेग और त्वरण)

गतिशील विश्लेषण में !VELOCITY और !ACCELERATION वेग या त्वरण के लिए प्रारंभिक शर्तें अथवा निर्दिष्ट मान दे सकते हैं। दोनों में नोड या नोड समूह, स्वतंत्रता-कोटि सीमा और मान निर्दिष्ट होता है। स्वतंत्रता-कोटि सीमा 1 से 6 है; घूर्णी स्वतंत्रता कोटियों वाले मॉडल में 4 से 6 कोणीय वेग या कोणीय त्वरण के अनुरूप हैं।

TYPE=INITIAL विश्लेषण के आरंभ में प्रारंभिक वेग या प्रारंभिक त्वरण निर्दिष्ट करता है। प्रारंभिक वेग दिए जाने पर गति समीकरण के साथ संगति के लिए प्रारंभिक त्वरण की गणना की जाती है। प्रारंभिक त्वरण दिए जाने पर प्रारंभिक वेग की गणना किए जाने का मार्ग भी उपलब्ध है।

TYPE=TRANSIT समय-परिवर्ती निर्दिष्ट वेग या निर्दिष्ट त्वरण देता है। TYPE छोड़ दिए जाने पर इसे TRANSIT माना जाता है। AMP निर्दिष्ट होने पर आयाम फलन को गतिशील-विश्लेषण समय पर अंतर्वेशित करके निर्दिष्ट मान से गुणा किया जाता है।

बहु-बिंदु बाधाएँ

जब अनेक नोडीय स्वतंत्रता कोटियों के बीच रैखिक संबंध आरोपित करना हो, तब बहु-बिंदु बाधा कार्य का उपयोग करें। संबंधित कीवर्ड !EQUATION है, जो कठोर युग्मन, आवर्ती सीमाएँ तथा नोडों के बीच विस्थापन संबंध जैसे संबंध व्यक्त कर सकता है जिन्हें एक नोड और एक स्वतंत्रता कोटि पर स्थिर बाधा से दर्शाना कठिन है।

बहु-बिंदु बाधाओं के उपयोग, रैखिक सॉल्वर द्वारा उनके उपचार और TIED संपर्क जैसे अन्य स्वतंत्रता-कोटि युग्मन कार्यों से उनके संबंध के लिए बहु-बिंदु बाधाएँ देखें।

ऊष्मा चालन विश्लेषण में सीमा शर्तें

ऊष्मा चालन विश्लेषण में स्थिर तापमान, ऊष्मा अभिवाह, संवहन और विकिरण सीमा शर्तों के रूप में लागू किए जाते हैं। संरचनात्मक विश्लेषण के !STEP से अलग, ऊष्मा विश्लेषण का समय नियंत्रण !HEAT से निर्दिष्ट किया जाता है।

कीवर्ड लक्ष्य विवरण आयाम निर्दिष्टि
!FIXTEMP नोड या नोड समूह तापमान स्थिर करता है। AMP
!CFLUX नोड या नोड समूह संकेंद्रित नोडीय ऊष्मा अभिवाह लागू करता है। AMP
!DFLUX तत्व या तत्व समूह तत्व आयतन या तत्व पृष्ठ पर वितरित ऊष्मा अभिवाह लागू करता है। AMP
!SFLUX पृष्ठ समूह पृष्ठ समूह पर ऊष्मा अभिवाह लागू करता है। AMP
!FILM तत्व या तत्व समूह तत्व पृष्ठ पर संवहन सीमा लागू करता है। AMP1, AMP2
!SFILM पृष्ठ समूह पृष्ठ समूह पर संवहन सीमा लागू करता है। AMP1, AMP2
!RADIATE तत्व या तत्व समूह तत्व पृष्ठ पर विकिरण सीमा लागू करता है। AMP1, AMP2
!SRADIATE पृष्ठ समूह पृष्ठ समूह पर विकिरण सीमा लागू करता है। AMP1, AMP2

!DFLUX में BF आयतनात्मक ऊष्मा उत्पादन दर्शाता है, जबकि S0 से S6 तत्व पृष्ठों पर ऊष्मा अभिवाह दर्शाते हैं। !FILM में तत्व पृष्ठ F0 से F6 द्वारा और !RADIATE में R0 से R6 द्वारा निर्दिष्ट किए जाते हैं। पृष्ठ संख्या और वास्तविक तत्व पृष्ठ का संबंध तत्व प्रकार पर निर्भर करता है, इसलिए विवरण के लिए प्रत्येक कीवर्ड का संदर्भ देखें।

संवहन सीमा संवहन गुणांक और बाह्य तापमान निर्दिष्ट करती है। विकिरण सीमा उत्सर्जकता-समतुल्य गुणांक और परिवेश तापमान निर्दिष्ट करती है। AMP1 गुणांक पक्ष के अनुरूप है और AMP2 बाह्य या परिवेश तापमान पक्ष के अनुरूप है, जिससे दोनों का समय परिवर्तन स्वतंत्र रूप से किया जा सकता है।

आयाम फलन

आयाम फलन समय और मानों की सारणी का उपयोग करके सीमा शर्त या भार का समय परिवर्तन परिभाषित करता है। इनपुट में नामित समय सारणी !AMPLITUDE से परिभाषित की जाती है और लक्ष्य कीवर्ड के AMP, AMP1 या AMP2 पैरामीटर से संदर्भित की जाती है।

मुख्य लागू कीवर्ड निम्न हैं।

!AMPLITUDE को सारणीबद्ध रूप (DEFINITION=TABULAR) में पढ़ा जाता है और समय प्रकार को चरण समय (TIME=STEP) माना जाता है। मान सापेक्ष या निरपेक्ष रूप में परिभाषित किए जा सकते हैं, किंतु अलग-अलग कीवर्ड में सामान्यतः आधार मान को गुणा करने वाले गुणक के रूप में उपयोग होते हैं।

!TEMPERATURE पर आयाम फलन लागू नहीं होता।

संबंधित विषय