Անցնել պարունակությանը

Translation update pending

The Armenian translation may be out of date because the Japanese source has changed. The existing translation remains available while it is being updated.

Վերլուծության տեսակներ

FrontISTR-ը տրամադրում է կառուցվածքային և ջերմային ֆիզիկան ընդգրկող վերլուծության բազմաթիվ տեսակներ՝ ստատիկ հավասարակշռությունից մինչև ժամանակային զարգացում, պարբերական հաստատված վիճակ և համակարգի ներքին բնութագրերի արդյունահանում։ Այս էջը նկարագրում է յուրաքանչյուր վերլուծության տեսակի ընդգրկած երևույթները, կիրառման շրջանակը և դրանց ընտրության սկզբունքները։ Մուտքային ֆայլի շարահյուսության համար տես բանալի բառերի տեղեկատուն, իսկ ձևակերպման մաթեմատիկական մանրամասների համար՝ տեսության ձեռնարկը։

Ֆունկցիոնալ հնարավորությունների ընդհանուր պատկերը

FrontISTR-ի վերլուծության տեսակները բնութագրվում են հետևյալ երեք առանցքների համադրությամբ։

  • Թիրախային ֆիզիկա․ կառուցվածքային (տեղաշարժ և լարում), ջերմային (ջերմաստիճան և ջերմային հոսք) կամ դրանց կապակցում
  • Շարժման մշակում․ ներառվա՞ծ են իներցիայի անդամները և հետևվո՞ւմ է ժամանակային զարգացմանը։ Սրանք անկախ առանցքներ են
    • Առանց իներցիայի և առանց ժամանակային զարգացման → ստատիկ հավասարակշռություն
    • Առանց իներցիայի, բայց ժամանակային զարգացմամբ → քվազիստատիկ (մածուցիկաառաձգականություն, սողք և այլն)
    • Իներցիան ներառված է և ժամանակային զարգացումը հետևվում է → անցողիկ դինամիկ արձագանք
    • Հաճախականային տիրույթում դիտարկվում է որպես պարբերական հաստատված վիճակ → հարմոնիկ արձագանք
    • Առանց արտաքին ուժի, համակարգի ներքին հատկությունների արդյունահանում → սեփական բնութագրեր
  • Գծայնություն․ գծային (փոքր դեֆորմացիա և գծային նյութ) կամ ոչ գծային (մեծ դեֆորմացիա, ոչ գծային նյութ կամ կոնտակտ)

Այս առանցքների իրականացված համադրությունները համապատասխանում են ստորև նկարագրված վերլուծության տեսակներին։ Մուտքում !SOLUTION-ը սահմանում է վերլուծության տեսակի ընդհանուր կատեգորիան, իսկ !DYNAMIC, !EIGEN, !HEAT և նման բանալի բառերը ավելի մանրամասն սահմանում են համապատասխան հատկությունները։ Ժամանակային զարգացում պարունակող վերլուծությունների ժամանակային քայլի չափն ու աճերը կառավարվում են !STEP-ով։

Վերլուծության տեսակի ընտրություն

Վերլուծության տեսակ ընտրելիս նախ հստակեցրեք դիտարկվող երևույթը և ցանկալի արդյունքը։ Նույն օբյեկտի համար էլ համապատասխան վերլուծության տեսակը փոխվում է՝ կախված նրանից, թե ինչ եք ցանկանում պարզել։ Հետևյալ կետերը հերթով դիտարկելը բերում է նպատակին համապատասխան վերլուծության տեսակի ընտրության։

  1. Ի՞նչ եք ցանկանում ստանալ։ — Տեղաշարժ և լարում, ջերմաստիճանի բաշխում, տատանման մոդեր կամ հաճախականային արձագանք։ Ցանկալի մեծությունը որոշում է վերլուծության ընդհանուր կատեգորիան
  2. Պե՞տք է հաշվի առնել իներցիան։ — Ընտրեք դինամիկ վերլուծություն, երբ բեռը արագ է փոխվում և արագացումն ազդում է արձագանքի վրա։ Երբ փոփոխությունները դանդաղ են և իներցիան կարելի է անտեսել, ստատիկ վերլուծությունը բավարար է
  3. Պե՞տք է հետևել ժամանակային զարգացմանը։ — Նույնիսկ երբ իներցիան կարելի է անտեսել, ժամանակից կախված նյութական արձագանքը, օրինակ՝ մածուցիկաառաձգականությունը կամ սողքը, լուծվում է ստատիկ վերլուծության շրջանակում ժամանակը առաջ տանելով (քվազիստատիկ վերլուծություն)
  4. Գծայնության ենթադրությունը վավե՞ր է։ — Փոքր դեֆորմացիաների և գծային նյութերի համար գծային վերլուծությունը բավարար է։ Մեծ դեֆորմացիա, ոչ գծային նյութ կամ կոնտակտ պարունակելու դեպքում ընտրեք ոչ գծային վերլուծություն

Տիպական խնդիրներն ու դրանց համապատասխան վերլուծության տեսակները ներկայացված են հետևյալ աղյուսակում։

Ինչ եք ցանկանում պարզել Վերլուծության տեսակ
Ստատիկ բեռի տակ լարում և տեղաշարժ Ստատիկ վերլուծություն (գծային կամ ոչ գծային)
Մածուցիկաառաձգականություն կամ սողք պարունակող ժամանակային արձագանք Ստատիկ վերլուծություն (քվազիստատիկ)
Անցողիկ արձագանք, օրինակ՝ հարված կամ երկրաշարժ Դինամիկ վերլուծություն
Սեփական հաճախականություններ և մոդերի ձևեր Մոդալ վերլուծություն
Հարմոնիկ գրգռման տակ հաճախականային բնութագրեր Հաճախականային արձագանքի վերլուծություն
Ջերմաստիճանի բաշխում և ջերմային հոսք Ջերմահաղորդման վերլուծություն
Ջերմաստիճանային դաշտից առաջացած ջերմային լարում Ջերմամեխանիկական կապակցված վերլուծություն
Վերլուծությունից առաջ ցանցի տարրերի ձևի և խմբերի սահմանումների ստուգում Տարրերի ստուգում

Ստատիկ վերլուծություն

Ստատիկ վերլուծությունը լուծում է հավասարակշռության հավասարումները՝ անտեսելով իներցիայի անդամները։ Այս շրջանակը ներառում է ոչ միայն առանց ժամանակային զարգացման հաստատված հավասարակշռությունը, այլ նաև քվազիստատիկ վերլուծությունը, որտեղ ժամանակից կախված նյութական արձագանքներ՝ մածուցիկաառաձգականություն, սողք կամ պատմություն ունեցող ոչ գծայնություններ դիտարկելիս ժամանակն առաջ տանելով հաջորդաբար հետևվում է յուրաքանչյուր պահի հավասարակշռությանը։ Դինամիկ վերլուծությունից տարբերակիչը իներցիայի անդամների առկայությունն է, ոչ թե ժամանակային զարգացման առկայությունը։

Գծային ստատիկ վերլուծությունը ենթադրում է փոքր դեֆորմացիաներ և գծային նյութեր և հավասարակշռության հավասարումը լուծում է գծային համակարգի մեկ լուծմամբ։ Այն ունի ամենացածր հաշվարկային արժեքը և կիրառվում է լարումների գնահատման ու նախագծման վաղ փուլերի ուսումնասիրությունների համար։

Ոչ գծային ստատիկ վերլուծությունն օգտագործվում է, երբ ներառված է մեծ դեֆորմացիա (երկրաչափական ոչ գծայնություն), ոչ գծային նյութ (առաձգապլաստիկություն, հիպերառաձգականություն, մածուցիկաառաձգականություն կամ սողք) կամ կոնտակտ։ Քանի որ հավասարակշռության հավասարումը ոչ գծային է, բեռը բաժանվում է մի քանի աճերի և կիրառվում քայլ առ քայլ՝ յուրաքանչյուր աճի ներսում Newton-Raphson մեթոդով իտերացիոն լուծմամբ։ Ժամանակից կախված նյութեր, օրինակ՝ մածուցիկաառաձգականություն կամ սողք դիտարկելիս, նույն աճային և իտերացիոն գործընթացը կատարվում է՝ հաջորդաբար հետևելով յուրաքանչյուր պահի հավասարակշռությանը։

Մուտքում նշեք !SOLUTION, TYPE=STATIC, իսկ ոչ գծայնություն դիտարկելիս ավելացրեք NONLINEAR պարամետրը։ Ժամանակային քայլերը, աճերի կառավարումը և զուգամիտության չափանիշները նշվում են !STEP-ով։ Աճերի կառավարման մանրամասների համար տես Քայլերի կառավարում։

Դինամիկ վերլուծություն

Դինամիկ վերլուծությունը իներցիայի անդամներ պարունակող շարժման հավասարումները լուծում է որպես ժամանակային զարգացման խնդիր և արտաքին ուժերի ժամանակային պատմությանը արձագանքը ստանում է որպես ժամանակային պատմություն։ Այն նպատակաուղղված է այնպիսի երևույթների, ինչպիսիք են հարվածային բեռնումը, երկրաշարժային արձագանքը և տատանումների տարածումը, որտեղ համակարգի արագացումը էականորեն ազդում է արձագանքի վրա։

Ժամանակային ինտեգրման մեթոդները հիմնականում բաժանվում են անբացահայտ և բացահայտ մեթոդների։ Ընտրությունը կախված է երևույթի ժամանակային մասշտաբից, խնդրի չափից և ժամանակային քայլի կայունության պահանջներից։ Անբացահայտ մեթոդները հարմար են, երբ գերակշռում են ցածր հաճախականության բաղադրիչները և ցանկալի են համեմատաբար մեծ ժամանակային քայլեր, իսկ բացահայտ մեթոդները՝ բարձր հաճախականության երևույթների, օրինակ՝ հարվածի և ալիքների տարածման համար, որոնք բնույթով պահանջում են փոքր ժամանակային քայլեր։

Անբացահայտ մեթոդ

Անբացահայտ մեթոդը (Newmark-β մեթոդ) յուրաքանչյուր ժամանակային քայլում լուծում է համաժամանակյա հավասարումների համակարգ՝ հաջորդ պահին տեղաշարժը, արագությունը և արագացումը ստանալու համար։ Ժամանակային քայլի չափի վրա կայունության սահմանափակում չկա, ուստի ցածր հաճախականության բաղադրիչներով գերակշռող կառուցվածքային արձագանքների դեպքում (օրինակ՝ երկրաշարժային արձագանք և մեխանիկական տատանումներ) կարելի է կիրառել համեմատաբար մեծ քայլեր՝ քայլերի թիվը նվազեցնելով։ Մյուս կողմից, յուրաքանչյուր քայլում պահանջվում է համաժամանակյա հավասարումների լուծման արժեքը, ուստի մեթոդը հարմար չէ չափազանց մեծ թվով քայլեր պահանջող երևույթների համար։

Բացահայտ մեթոդ

Բացահայտ մեթոդը (կենտրոնական տարբերությունների մեթոդ) հաջորդ պահի վիճակը ուղղակի հաշվում է՝ օգտագործելով միայն նախորդ քայլի տեղեկությունը։ Քանի որ համաժամանակյա համակարգ չի լուծվում, մեկ քայլի արժեքը փոքր է, սակայն ժամանակային քայլի չափը սահմանափակվում է համակարգի նվազագույն սեփական պարբերության վրա հիմնված պայմանով (CFL պայման)։ Այն շահավետ է հարվածի, ալիքների տարածման և բարձր արագության կոնտակտի նման խնդիրների համար, որտեղ փոքր ժամանակային քայլերը բնույթով անհրաժեշտ են։

Մուտքում նշեք !SOLUTION, TYPE=DYNAMIC, իսկ լուծման մեթոդը ընտրելու և Newmark-β մեթոդի նման ինտեգրման պարամետրերը նշելու համար օգտագործեք !DYNAMIC։ !STEP-ն օգտագործեք մի քանի քայլերի միջև սահմանային պայմանների կամ բեռների խմբերը փոխելիս կամ յուրաքանչյուր քայլի աճերի կառավարումը նշելիս։ Անբացահայտ ոչ գծային դինամիկ վերլուծության դեպքում հասանելի են նաև ավտոմատ աճերի կառավարում և զուգամիտության վարքի համաձայն cutback։

Մոդալ վերլուծություն

Մոդալ վերլուծությունը առանց արտաքին ուժերի կիրառման լուծում է զանգվածի և կոշտության մատրիցներով կազմված ընդհանրացված սեփական արժեքների խնդիրը՝ ստանալով համակարգին բնորոշ սեփական հաճախականություններն ու սեփական մոդերի ձևերը։ Այն կատարվում է կառուցվածքների տատանողական հատկությունները գնահատելու, ռեզոնանսային կետերը որոշելու և հաճախականային արձագանքի վերլուծությունում մոդալ սուպերպոզիցիա կիրառելուց առաջ։

Lanczos մեթոդն օգտագործվում է նշված թվով ցածր մոդերը արդյունավետ ստանալու համար։ Զանգվածի մատրիցի համար օգտագործվում է կենտրոնացված զանգվածի մատրից։

Մուտքում նշեք !SOLUTION, TYPE=EIGEN, իսկ ստացվող մոդերի քանակը, շեղման արժեքները և այլ պարամետրերը նշելու համար օգտագործեք !EIGEN։

Հաճախականային արձագանքի վերլուծություն

Հաճախականային արձագանքի վերլուծությունը որոշում է հարմոնիկ (սինուսոիդալ) արտաքին ուժերի տակ համակարգի հասած պարբերական հաստատված արձագանքը՝ փոխելով գրգռման հաճախականությունը։ Ի տարբերություն ժամանակային պատմությանը հետևող դինամիկ վերլուծության՝ այն լուծվում է ուղղակի հաճախականային տիրույթում և հարմար է ռեզոնանսային հատկությունների գնահատման ու հաստատված տատանումների նախագծման համար։

Լուծումը հիմնված է մոդալ սուպերպոզիցիայի մեթոդի վրա՝ արձագանքը կառուցելով նախապես մոդալ վերլուծությամբ ստացված սեփական մոդերի սուպերպոզիցիայով։ Ուստի նույն համակարգի համար հաճախականային արձագանքի վերլուծությունից առաջ պետք է կատարել մոդալ վերլուծություն։ Աջակցվում են միայն գծային մոդելներ․ երկրաչափական կամ նյութական ոչ գծայնության միացման դեպքում վերլուծությունը չի կարող կատարվել։

Մուտքում այն դիտարկվում է որպես դինամիկ վերլուծության տեսակ․ նշեք !SOLUTION, TYPE=DYNAMIC, ապա !DYNAMIC-ի ենթակա պարամետրերով նշեք հաճախականային արձագանքը։ Գրգռման պայմանները նշվում են !FLOAD-ով։

Ելքային մեծությունները նշվում են նույն կերպ, ինչպես ստատիկ վերլուծության և ժամանակային պատմության արձագանքի վերլուծության դեպքում, և նույն կերպ կարելի է ստանալ նաև ածանցյալ մեծություններ՝ դեֆորմացիա, լարում և գլխավոր լարում։ Սակայն քանի որ արձագանքը կոմպլեքս արժեք ունի, յուրաքանչյուր մեծություն ելքագրվում է երկու հավաքածուով՝ իրական և կեղծ մասերով։ Մանրամասների համար տե՛ս Ելք և վերագործարկում։

Ջերմահաղորդման վերլուծություն

Ջերմահաղորդման վերլուծությունը լուծում է ջերմահաղորդման հավասարումը՝ ստանալու ջերմաստիճանի բաշխումն ու ջերմային հոսքը։ Այն օգտագործում է նույն վերջավոր տարրային ցանցը, ինչ կառուցվածքային վերլուծությունը, սակայն յուրաքանչյուր հանգույց ունի միայն մեկ ազատության աստիճան՝ ջերմաստիճանը, և դիտարկվող նյութական հատկությունները սահմանափակվում են ջերմահաղորդականությամբ, տեսակարար ջերմությամբ և խտությամբ։ Սահմանային պայմանները նույնպես տարբերվում են կառուցվածքային վերլուծությունից և ներառում են տրված ջերմաստիճան, ջերմային հոսք, կոնվեկցիա և ճառագայթում։

Ժամանակային վարքով ջերմահաղորդման վերլուծությունը բաժանվում է ստացիոնար ջերմահաղորդման, որը որոշում է ժամանակից անկախ հավասարակշռային վիճակը, և ոչ ստացիոնար ջերմահաղորդման, որը հետևում է ջերմաստիճանային դաշտի ժամանակային զարգացմանը։ Ընտրությունը կախված է նրանից, թե ցանկալի արդյունքը վերջնական հավասարակշռային ջերմաստիճանն է, թե ջերմաստիճանի փոփոխությունը ժամանակի ընթացքում։

Մուտքում նշեք !SOLUTION, TYPE=HEAT, իսկ ստացիոնար կամ ոչ ստացիոնար վերլուծությունը և ժամանակային քայլը նշելու համար օգտագործեք !HEAT։

Ջերմամեխանիկական կապակցված վերլուծություն

Ջերմամեխանիկական կապակցված վերլուծությունը ջերմահաղորդման վերլուծությամբ ստացված ջերմաստիճանի բաշխումը կառուցվածքային վերլուծությունում կիրառում է որպես ջերմային դեֆորմացիայի բեռ՝ ջերմաստիճանային դաշտից առաջացած լարումներն ու դեֆորմացիաները որոշելու համար։ FrontISTR-ի ստանդարտ ընթացակարգը միակողմանի կապակցում է․ ջերմային և կառուցվածքային վերլուծությունները կատարվում են անկախ, իսկ ջերմաստիճանային դաշտը արդյունքների ֆայլով փոխանցվում է մեկ ուղղությամբ։

Ընթացակարգում նախ կատարվում է ջերմահաղորդման վերլուծություն և ստացվում ջերմաստիճանի բաշխում պարունակող արդյունքների ֆայլ։ Այնուհետև կառուցվածքային վերլուծության ժամանակ այդ ջերմաստիճանային դաշտը !TEMPERATURE, READRESULT-ով ընթերցվում է որպես ջերմաստիճանային բեռ։ Կառուցվածքային վերլուծության շրջանակը նույնն է, ինչ սովորական ստատիկ կամ դինամիկ վերլուծության դեպքում, և կապակցման համար հատուկ վերլուծության տեսակ նշել պետք չէ։

Երկկողմանի կապակցումը, որտեղ կառուցվածքային դեֆորմացիան ազդում է ջերմահաղորդման վրա (օրինակ՝ դեֆորմացիայից ջերմային սահմանային պայմանների փոփոխություն), այս փաստաթղթավորման տարբերակի շրջանակից դուրս է։

Տարրերի ստուգում

Տարրերի ստուգումը վերլուծության տեսակ է, որը թույլ է տալիս առանց կառուցվածքային վերլուծություն կատարելու ստուգել ցանցի տարրերի ձևը և մուտքային տվյալներում սահմանված խմբերի, նյութերի ու սեկցիաների վերագրումը։ Այն օգտագործվում է մեծածավալ վերլուծություն սկսելուց առաջ փլուզված տարրերը, չափազանց բարակ տարրերը և խմբերի սահմանումների սխալները հայտնաբերելու համար։ Մուտքում նշեք !SOLUTION, TYPE=ELEMCHECK։

Տարրերի ստուգման ժամանակ յուրաքանչյուր տարրի համար հաշվարկվում են ծավալը և ասպեկտային հարաբերությունը (ամենաերկար կողի երկարության հարաբերությունը ամենակարճ կողի երկարությանը)։ Ծավալային և հարթ տարրերի դեպքում հանգույցների հակադարձ հերթականությամբ տարրը բացասական ծավալ ունի։ Հարթ և թաղանթային տարրերի դեպքում ծավալը հավասար է մակերեսին՝ բազմապատկած սեկցիայում նշված հաստությամբ։ 0 կամ ավելի փոքր ծավալ ունեցող տարրերը մատյանային ֆայլում արտածվում են որպես ERROR, իսկ 50-ից մեծ ասպեկտային հարաբերություն ունեցող տարրերը՝ որպես WARNING, տարրի համարի հետ միասին։ Երկու դեպքում էլ մշակումը չի դադարեցվում։

Այս ստուգումը աջակցում է հարթ տարրերին (231, 232, 241, 242), ծավալային տարրերին (341, 342, 351, 352, 361, 362) և թաղանթային տարրերին (731, 741)։ Մյուս տարրերը ստուգմամբ չեն աջակցվում, և մատյանային ու արդյունքների ֆայլերում արտածված արժեքները չեն ներկայացնում տարրի ձևը։

Ստուգումներից հետո արտածվում է ամբողջ մոդելի ամփոփումը։ Հանգույցների թիվը, ազատության աստիճանների թիվը, տարրերի թիվը և յուրաքանչյուր տեսակի տարրերի թիվը արտածվում են ստանդարտ ելքում, իսկ ընդհանուր ծավալը, տարրերի միջին/առավելագույն/նվազագույն ծավալը, կողերի առավելագույն/նվազագույն երկարությունը և առավելագույն ասպեկտային հարաբերությունը՝ և՛ ստանդարտ ելքում, և՛ մատյանային ֆայլում։ Զուգահեռ կատարման դեպքում հանգույցների և ազատության աստիճանների թվերը գումարվում են միայն յուրաքանչյուր ենթատիրույթին պատկանող հանգույցների համար, ուստի ստացվում են ամբողջ մոդելի արժեքները։ Ի տարբերություն դրա, տարրերի թիվը և ըստ տեսակի տարրերի թվերը պարզապես գումարում են յուրաքանչյուր ենթատիրույթում պահվող տարրերը, ուստի ենթատիրույթների սահմաններում կրկնվող տարրերը հաշվվում են մեկից ավելի անգամ, և գումարները կարող են գերազանցել ամբողջ մոդելի տարրերի թիվը։ Ծավալի, կողի երկարության և ասպեկտային հարաբերության ամփոփումները ներառում են միայն յուրաքանչյուր ենթատիրույթին պատկանող տարրերը և, հետևաբար, կրկնություններ չեն պարունակում։ Մատյանային ֆայլում յուրաքանչյուր ենթատիրույթի համար արտածվում են նաև հանգույցների թիվը, տարրերի թիվը, գործակիցների մատրիցի ոչ զրոյական տարրերի թիվը և ծավալի ու հարակից մեծությունների ամփոփումները։

Արդյունքների ֆայլ արտածելու համար նշեք !WRITE,RESULT, իսկ պատկերացման ֆայլի համար՝ !WRITE,VISUAL և !VISUAL։ Ֆայլերի անունները նույնն են, ինչ սովորաբար արտածվում են վերլուծության ժամանակ, սակայն ավելացվում է _precheck (օրինակ՝ արդյունքների ֆայլ model_precheck.res.0.0 և պատկերացման ֆայլ model_vis_precheck_psf.0000)։ Արտածվում են հետևյալ տարրերը, որպեսզի պատկերացման գործիքը կարողանա խմբերի և նյութերի վերագրումները ցույց տալ գույներով։

Ելքային տարր Օբյեկտ Նկարագրություն
NGRP_<խմբի անուն> Հանգույց 1՝ հանգույցների խմբին պատկանող հանգույցների համար, այլապես 0
SGRP_<խմբի անուն> Հանգույց 1՝ մակերեսների խմբի նիստերը կազմող հանգույցների համար, այլապես 0
EGRP_<խմբի անուն> Տարր 1՝ տարրերի խմբին պատկանող տարրերի համար, այլապես 0
SGRP_FACE_<խմբի անուն> Տարր Նիստի համարը՝ մակերեսների խմբում ընդգրկված տարրերի համար, այլապես 0
MATERIAL_ID Տարր Տարրին վերագրված նյութի համարը
SECTION_ID Տարր Տարրին վերագրված սեկցիայի համարը
VOLUME Տարր Տարրի ծավալը
ASPECT_RATIO Տարր Տարրի ասպեկտային հարաբերությունը

Առնչվող թեմաներ