Прескокнете до содржината

Гранични услови и оптоварувања

Во FrontISTR граничните услови и оптоварувањата за структурна, топлинска и динамичка анализа се дефинираат со клучни зборови. Во статичка структурна анализа дефинираните гранични услови и оптоварувања се групираат со ID на група и се активираат по чекор преку !STEP, со линијата BOUNDARY или LOAD. И во динамичка анализа, !BOUNDARY, !CLOAD, !VELOCITY, !ACCELERATION и !SPRING кај имплицитниот метод може да се активираат по групи од !STEP. Условите што се менуваат со време добиваат множител преку !AMPLITUDE, а линеарните релации меѓу повеќе степени на слобода се дефинираат со !EQUATION.

Преглед на функциите

Граничните услови и оптоварувањата може да се класифицираат според видот на анализа на следниов начин.

Вид на анализа Главни клучни зборови Намена
Структурна анализа !BOUNDARY Фиксни ограничувања, зададени поместувања и зададена ротација околу центар на ротација.
Структурна анализа !CLOAD Концентрирани јазолни сили, моменти на ротациски степени на слобода и вртежен момент околу центар на ротација.
Структурна анализа !DLOAD Површински притисок, површинско оптоварување, волуменска сила, гравитација и центрифугална сила.
Структурна анализа !SPRING Пружинска потпора на јазолен степен на слобода.
Структурна анализа !TEMPERATURE Директно задавање јазолна температура за термонапонска анализа или читање од датотека со резултати.
Динамичка анализа !VELOCITY, !ACCELERATION Почетна брзина и забрзување или временски променливи зададени брзини и забрзувања.
Анализа на спроведување на топлина !FIXTEMP, !CFLUX, !DFLUX, !SFLUX, !FILM, !SFILM, !RADIATE, !SRADIATE Фиксирана температура, топлински флукс, конвекција и зрачење.
Заедничко !AMPLITUDE Табеларно задавање на временскиот множител на граничните услови и оптоварувањата.
Дефиниција на мрежа !EQUATION Дефинира равенка на повеќеточково ограничување.

Во структурна анализа, броевите на степените на слобода обично се 1, 2, 3 за транслација и 4, 5, 6 за ротација. Ротациските степени на слобода имаат значење кај модели со шест степени на слобода, како школки и греди. Кај модели составени само од 2D или 3D солидни елементи, ограничувањата и оптоварувањата се задаваат во опсегот на степени на слобода што го поседуваат соодветните јазли.

Ограничувања на поместување во структурна анализа

Ограничувањата на поместување се задаваат со !BOUNDARY. За јазол или група јазли се задава опсег на степени на слобода и вредност. Вредност 0 претставува фиксно ограничување, а ненулта вредност зададено поместување или зададена ротација.

Во структурна анализа !BOUNDARY прифаќа опсег на степени на слобода од 1 до 6. 1–3 се транслациски поместувања, а 4–6 се ротациски ограничувања за јазли со ротациски степени на слобода. Бидејќи може да се задава опсег, на пример 1 до 3 може истовремено да се фиксираат за целосно ограничување на транслацијата.

Со параметарот AMP, вредноста на ограничувањето се менува со време преку амплитудна функција. Во вообичаениот режим зададеното поместување се применува како прираст според факторот на оптоварување во чекорот или промената на амплитудната функција. Со TOTAL=YES зададената вредност се третира како целна вкупна вредност на поместувањето.

Со ROT_CENTER може да се зададе ротациско ограничување околу група централни јазли. Во овој режим транслациското поместување на целните јазли се пресметува од ротацијата. Комбинацијата ROT_CENTER со TOTAL=YES не е поддржана, па ротацијата околу центар се користи како прирастно задавање.

Концентрирани оптоварувања во структурна анализа

Концентрираното јазолно оптоварување се задава со !CLOAD. Со задавање јазол или група јазли, број на степен на слобода и вредност на оптоварување, таа се внесува како десна страна за соодветниот степен на слобода.

Вредностите зададени на транслациските степени на слобода 1–3 се третираат како јазолни сили во координатните насоки. Кај модели со ротациски степени на слобода, задавање на 4–6 овозможува момент на тие ротациски степени. Со параметарот AMP концентрираното оптоварување се множи со вредноста на амплитудната функција.

Со ROT_CENTER оптоварувањето се задава како вртежен момент околу група централни јазли. Зададениот вектор на вртежен момент се распределува во јазолни сили според векторите на положба од центарот до целните јазли. Ако центарот и целниот јазол се на иста положба, моментот не може да се распредели, па треба да се провери геометриската релација меѓу центарот на ротација и точките на оптоварување.

Потребно е внимание кога !CLOAD е зададен на група јазли и истовремено се користи !MESH со REFINE (рафинирање на мрежата, Refiner). При рафинирање се создаваат нови средишни јазли на рабовите што припаѓаат на првичната група и тие се додаваат во истата група. Бидејќи !CLOAD применува иста концентрирана вредност на секој јазол во групата, оптоварување се додава и на новите јазли, па вкупното оптоварување може да се разликува од намерата пред рафинирањето. Ако концентрирано оптоварување се задава преку група јазли, земете го предвид зголемувањето на бројот на точки на оптоварување или директно задавајте поединечни јазли.

Распределени оптоварувања и волуменски сили во структурна анализа

Распределените оптоварувања и волуменските сили се задаваат со !DLOAD. !DLOAD задава тип и параметри на оптоварување за група елементи или група површини. Временската промена се задава со параметарот AMP.

Главните типови на оптоварување се следниве.

Тип на оптоварување Содржина
P0, PP, P1–P6 Притисок што дејствува на елементна површина. Соодветноста меѓу бројот на површина и елементната страна зависи од видот на елемент.
PX, PY, PZ Притисок со експлицитно зададена координатна насока; при читање се претвора во вектор на насока.
S... Површинско оптоварување на група површини. Бројот на површина се зема од дефиницијата на групата.
BX, BY, BZ Волуменска сила во координатна насока.
GRAV Вектор на гравитациско забрзување; во комбинација со густината на материјалот се внесува како волуменска сила.
CENT Центрифугална сила врз основа на оска на ротација и аголна брзина.

Со FOLLOW=YES, површинскиот притисок ја следи ориентацијата на деформираната површина. Ова има значење во структурна анализа со конечни деформации. Кога нелинеарната геометрија е исклучена, следечкиот притисок практично се оневозможува.

Како кај P1–P6 и S1–S6 на страната на топлинската анализа, значењето на бројот на површина зависи од видот на елемент. За конкретната кореспонденција и редоследот на податочните линии видете го референтниот опис на клучниот збор.

Пружински потпори во структурна анализа

Пружинска потпора се задава со !SPRING. Кога се зададат јазол или група јазли, степен на слобода и пружинска константа, пружинската крутост се додава на дијагоналната крутост на тој степен на слобода, а реакцијата на пружината се внесува на десната страна како внатрешна сила.

Задавање на степени 1–3 се третира како транслациска пружина. Кај модели со ротациски степени на слобода, 4–6 може да се користат како ротациска пружина. Проверете ја структурата на степените на слобода за да не се зададе пружина на степен што моделот го нема.

Референцата за поместувањето на кое се спротивставува пружината се избира со параметарот INCREMENTAL. Со стандардното INCREMENTAL=NO, пружинската реакција е пропорционална на акумулираното поместување од почетокот на анализата; внатрешната сила е производ од пружинската константа и акумулираното поместување. Со INCREMENTAL=YES, референтната положба на пружината при секој прираст повторно се поставува на конвергираната состојба од претходниот прираст, па реакцијата е пропорционална само на прирастот на поместување во тековниот прираст. Поместувањето акумулирано преку претходни прирасти не придонесува во реакцијата.

Временската промена на пружинската константа се задава со AMP. Кога е зададено име на амплитудна функција, пружинската константа се множи со нејзината вредност. Амплитудата се оценува на крајното време на тековниот прираст, што овозможува потпора што се вклучува или ослободува во текот на чекорот. Без AMP, пружинската константа не се менува со амплитудна функција.

И INCREMENTAL и AMP важат и за статичка анализа и за динамичка анализа со имплицитен метод. За вклучување или исклучување на самата пружинска потпора по чекор, користете ID на група и !STEP со задавање LOAD.

Температурно оптоварување во структурна анализа

За оптоварување од топлинска деформација во структурна анализа се користи !TEMPERATURE. Кога за јазол или група јазли се задава температура, еквивалентната јазолна сила за термонапонска анализа се составува од разликата во однос на референтната или претходната температура. Коефициентот на топлинско ширење се задава во дефиницијата на материјалот. Референтната температура се задава со !REFTEMP.

Температурата може да се зададе директно во контролната датотека или да се прочита од датотека со резултати, на пример од анализа на спроведување на топлина. Со READRESULT не се чита јазолната температура од податочните линии, туку се чита резултатот зададен со SSTEP, INTERVAL, READTYPE и сл. Кога се користи датотека со резултати, времето или бројот на чекор при нејзиното зачувување мора да одговара на задавањето во структурната анализа.

!TEMPERATURE нема параметар AMP, па не се контролира со множител од амплитудна функција. За промена на температурната историја, контролирајте ги самите температурни податоци, резултатите од топлинската анализа што се читаат или поделбата на чекори.

Почетни услови и зададени вредности во динамичка анализа (брзина и забрзување)

Во динамичка анализа, !VELOCITY и !ACCELERATION задаваат почетни услови или зададени вредности за брзина и забрзување. И кај двата се задава јазол или група јазли, опсег на степени на слобода и вредност. Опсегот е 1–6; кај модели со ротациски степени на слобода, 4–6 одговараат на аголна брзина или аголно забрзување.

TYPE=INITIAL задава почетна брзина или почетно забрзување на почетокот на анализата. Ако е зададена почетна брзина, почетното забрзување се пресметува за усогласување со равенката на движење. Ако е зададено почетно забрзување, постои патека што ја пресметува почетната брзина.

TYPE=TRANSIT задава временски променлива пропишана брзина или забрзување. Ако TYPE е изоставен, се третира како TRANSIT. Со AMP, амплитудната функција се интерполира во времето на динамичката анализа и нејзината вредност се користи како множител.

Повеќеточкови ограничувања

Кога треба да се наметне линеарна релација меѓу повеќе јазолни степени на слобода, се користи функцијата за повеќеточкови ограничувања. Соодветниот клучен збор е !EQUATION, со кој може да се зададат крути поврзувања, периодични граници и релации меѓу јазолни поместувања што тешко се претставуваат со фиксирање на еден јазол и еден степен на слобода.

За изборот на повеќеточкови ограничувања, обработката од страна на линеарниот решавач и односот со други функции за поврзување на степени на слобода (како контакт TIED), видете Повеќеточкови ограничувања.

Гранични услови за анализа на спроведување на топлина

Во анализа на спроведување на топлина, како гранични услови се задаваат фиксирана температура, топлински флукс, конвекција и зрачење. За разлика од !STEP во структурна анализа, временската контрола на топлинската анализа се задава со !HEAT.

Клучен збор Цел Содржина Амплитуда
!FIXTEMP Јазол или група јазли Ја фиксира температурата. AMP
!CFLUX Јазол или група јазли Задава концентриран јазолен топлински флукс. AMP
!DFLUX Елемент или група елементи Задава распределен топлински флукс во волуменот или на елементна површина. AMP
!SFLUX Група површини Задава топлински флукс на група површини. AMP
!FILM Елемент или група елементи Задава конвективен граничен услов на елементна површина. AMP1, AMP2
!SFILM Група површини Задава конвективен граничен услов на група површини. AMP1, AMP2
!RADIATE Елемент или група елементи Задава граничен услов со зрачење на елементна површина. AMP1, AMP2
!SRADIATE Група површини Задава граничен услов со зрачење на група површини. AMP1, AMP2

Кај !DFLUX, BF означува волуменско создавање топлина, а S0–S6 топлински флукс на елементна површина. Кај !FILM, елементната површина се задава со F0–F6, а кај !RADIATE со R0–R6. Бидејќи врската меѓу бројот и фактичката елементна површина зависи од типот на елемент, за детали видете го референтниот опис на секој клучен збор.

Кај конвективната граница се задаваат коефициент на конвекција и надворешна температура. Кај граница со зрачење се задава коефициент еквивалентен на емисивност и температура на околината. AMP1 се однесува на коефициентот, а AMP2 на надворешната или околната температура, па за нив може независно да се задава временска промена.

Амплитудни функции

Амплитудната функција ја дефинира временската промена на граничен услов или оптоварување преку табела од време и вредност. Во влезот со !AMPLITUDE се дефинира именувана временска табела, а од соодветниот клучен збор се повикува преку параметарот AMP, AMP1 или AMP2.

Главните поддржани клучни зборови се следниве.

!AMPLITUDE се чита во табеларна форма (DEFINITION=TABULAR), а типот на време се третира како време во чекор (TIME=STEP). Вредностите може да се дефинираат како релативни или апсолутни, но кај поединечните клучни зборови обично се користат како множител на основната вредност.

!TEMPERATURE не користи амплитудна функција.

Поврзани теми