Управување со чекори¶

Структурната анализа во FrontISTR се одвива со менување на граничните услови, оптоварувањата, контактот и активирањето на елементите чекор по чекор. Оваа страница ги објаснува временскиот интервал, потчекорите, критериумите за конвергенција и изборот меѓу фиксни инкременти и автоматски инкременти/cutback за секој чекор.

Терминологија за времето на анализа¶

На оваа страница времето на анализа се разликува со следниве поими.

• Тековно време: Вкупното изминато време од почетокот на анализата.
• Време на чекор: Изминатото време од почетокот на тековниот чекор.
• Временски интервал: Времето на анализа за кое се напредува во еден чекор.
• Релативно време: Времето на чекорот поделено со временскиот интервал. На почетокот на чекорот е 0, а на крајот 1.
• Временски инкремент: Инкрементот од тековното време до следното време во кое се решава рамнотежата.

Преглед на функциите¶

Управувањето со чекори е организирано според следниве аспекти.

За статичка анализа може да се изберат фиксни инкременти или автоматски инкременти/cutback. Во динамичка анализа, условите исто така може да се менуваат со повеќе записи !STEP, а се препорачува со !STEP да се зададат и фиксниот временски инкремент и временскиот интервал на чекорот. Во !DYNAMIC, n_step и t_delta се третираат како стандардни вредности кога !STEP е изоставен или за обратна компатибилност. Автоматски инкременти/cutback може да се користат со нелинеарни имплицитни методи. Временското управување за анализа на спроведување на топлина не се врши со !STEP, туку со спецификацијата на временски чекор во !HEAT.

Условите што се активираат во чекор се задаваат со ID на група. Бидејќи граничните услови, оптоварувањата, контактот и активирањето на елементи може да се менуваат по чекор, етапно оптоварување, менување на контактните услови и анализи што вклучуваат редослед на изградба може да се претстават во една контролна датотека за анализа. За изборот на режими за активирање/деактивирање елементи, видете Активирање/деактивирање елементи.

Избор на управување со чекори¶

Изберете го методот на инкрементирање врз основа на нелинеарноста на анализата и потребните времиња на излез.

• За линеарни анализи или анализи што се завршуваат во еден чекор, детално приспособување на управувањето со инкременти често не е потребно.
• За нелинеарни статички анализи во кои оптоварувањата и одзивите се менуваат мазно, фиксните инкременти често се доволни. Ако конвергенцијата е тешка, намалете го временскиот инкремент.
• За анализи што вклучуваат појава или ослободување на контакт, напредување на течењето, големи деформации или нагли промени на материјалната нелинеарност, прво разгледајте автоматски инкременти/cutback. Инкрементите може да се зголемат во области што лесно конвергираат и да се намалат во области што тешко конвергираат.
• Ако се потребни резултати во одредени времиња при користење автоматски инкременти, користете и список на времиња за излез.

Приспособете ги критериумите за конвергенција за да се постигне рамнотежа меѓу стабилноста на анализата и времето на пресметка. Заострувањето на критериумите за конвергенција ја подобрува точноста на рамнотежата, но го зголемува бројот на итерации. Кај анализи што вклучуваат контакт или Lagrange-ови множители, врз текот на пресметката влијаат не само вообичаениот критериум за резидуал, туку и бројот на контактни итерации и критериумот за Lagrange-ов множител.

Управување со чекори за статичка анализа¶

Статичката анализа се состои од еден или повеќе чекори на анализа. Итерацијата по чекори се нарекува циклус на чекори, а итерацијата што решава еден чекор со негово делење на временски инкременти се нарекува циклус на потчекори. Во секој потчекор рамнотежата се пресметува со факторот на оптоварување, граничните услови, состојбата на контакт и другите услови во зададеното време.

Кај фиксни инкременти, временскиот инкремент во чекорот напредува за зададената вредност. Ако конвергенцијата не успее, анализата завршува во тој момент.

Кај автоматски инкременти/cutback, следната основна вредност на временскиот инкремент dtime_base се ажурира од состојбата на конвергенција на претходниот потчекор. Ако конвергенцијата не успее, претходно зачуваната состојба се враќа и истиот временски интервал повторно се пресметува со помал временски инкремент.

Текот на автоматските инкременти/cutback е следен.

1. На почетокот на чекорот, почетниот временски инкремент се користи како dtime_base.
2. Одредете го реалниот временски инкремент така што да не го надмине крајното време на чекорот или следното време за излез.
3. Пресметајте ја рамнотежата во времето добиено со додавање на временскиот инкремент на тековното време.
4. Ако пресметката конвергира, унапредете го времето и зголемете или намалете го следниот dtime_base според состојбата на конвергенција.
5. Ако пресметката не конвергира, вратете ја состојбата, намалете го dtime_base со односот за намалување на cutback и пресметајте повторно.
6. Кога тековното време ќе го достигне крајното време на чекорот, завршете го чекорот.

Одлуката дали инкрементот да се зголеми или намали се носи според состојбата на итерациите во претходниот потчекор. Трите репрезентативни величини што се користат за оваа одлука се:

Ако состојбата во која која било од N_max, N_sum или N_cont го надминува својот праг за намалување продолжи зададен број пати, временскиот инкремент се намалува. Обратно, ако состојбата во која сите три остануваат во рамките на своите прагови за зголемување продолжи зададен број пати, временскиот инкремент се зголемува. При зголемување, инкрементот се приспособува да не ја надмине горната граница.

Кај автоматски инкременти/cutback, анализата завршува како неуспешна во следниве случаи.

• Горната граница на бројот на потчекори е достигната пред крајното време на чекорот.
• Основната вредност на временскиот инкремент падне под долната граница за временскиот инкремент.
• Достигната е горната граница на последователни cutback.

Следниот пример овозможува автоматски инкременти и задава почетен временски инкремент 0.01, временски интервал на чекорот 2.5, долна граница на временскиот инкремент 1E-5, горна граница 0.3 и најмногу 200 потчекори. На чекорот му се доделуваат множеството параметри за автоматски инкременти AP1 и списокот на времиња за излез TP1, кој ги содржи вкупните времиња 1.5, 2.7 и 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

За форматот на внес и стандардната вредност на секој параметар, видете !STEP, !AUTOINC_PARAM и !TIME_POINTS.

Распределба на зададеното поместување по потчекори¶

Кога чекорот се решава со делење на повеќе потчекори, начинот на кој зададеното поместување со !BOUNDARY се распределува по потчекорите се избира со AMPLITUDE во !STEP. Оваа поставка важи и кога во !BOUNDARY е зададено AMP.

Како основа за распределбата се користи временска функција. Ако во !BOUNDARY е зададено AMP, таа амплитудна функција се користи како временска функција. Во спротивно, како временска функција се користи факторот на оптоварување на чекорот. Факторот на оптоварување на чекорот е амплитудната функција зададена со AMP во !STEP, ако е зададена; во спротивно, тоа е вредност пропорционална на изминатото време во чекорот (0 на почетокот на чекорот и 1 на крајот).

Со STEP, истото однесување важи и кога во !BOUNDARY е зададено AMP; обликот на амплитудната функција не се одразува. Користете RAMP кога зададеното поместување треба да ја следи временската промена.

За спецификациите на самата амплитудна функција — времето што се користи за пресметка, однесувањето надвор од табеларниот опсег и разликата меѓу RELATIVE и ABSOLUTE — видете Гранични услови и оптоварувања. За форматот на влез и стандардните вредности, видете !STEP.

Управување со чекори за динамичка анализа¶

За директна временска интеграција во динамичка анализа, задајте го методот на решавање и параметрите за временска интеграција со !DYNAMIC, а чекорите на анализа, групите гранични услови и оптоварувања и методот на инкрементирање со !STEP. Ако !STEP е изоставен, анализата се третира како анализа со еден чекор во која сите гранични услови и оптоварувања се активни.

Кај фиксни инкременти, во вториот ред на !STEP задајте DTIME, ETIME за да го контролирате временскиот инкремент и временскиот интервал на чекорот за секој чекор. Дефинирањето повеќе записи !STEP овозможува активните групи гранични услови и оптоварувања да се менуваат по чекор. Во !DYNAMIC, t_delta и n_step се третираат како стандардни вредности за наследени влезови со еден чекор во кои !STEP е изоставен и за обратна компатибилност. За нови влезови се препорачува временските услови експлицитно да се зададат со !STEP и кога се користат фиксни инкременти.

При користење автоматски инкременти, задајте !STEP, INC_TYPE=AUTO и наведете почетен временски инкремент, временски интервал на чекорот, долна и горна граница на временскиот инкремент во редот со податоци на !STEP. Со нелинеарен имплицитен метод, временскиот инкремент се зголемува или намалува според состојбата на Newton-овите и контактните итерации; ако конвергенцијата не успее, претходната состојба се враќа и пресметката се повторува со помал временски инкремент.

Во !STEP, TYPE (STATIC/VISCO) е прекинувачот за временската зависност на материјалот за чекорот и важи само за статичка анализа. Не се користи во динамичка анализа, каде временскиот инкремент секогаш се третира како реално време; затоа задавањето на TYPE од !STEP во динамичка анализа нема ефект.

Методот за временска интеграција и коефициентите како оние на Newmark-β методот се задаваат со !DYNAMIC. За форматот на внес, видете !DYNAMIC и !STEP.

Управување со чекори за анализа на спроведување на топлина¶

Временскиот чекор за анализа на спроведување на топлина се задава со !HEAT. !HEAT задава множество вредности што ги вклучува временскиот чекор, крајното време, минималниот временски чекор, максималната промена на температура, бројот на итерации и критериумот за конвергенција.

Временското управување за анализа на спроведување на топлина работи преку механизам одделен од !STEP, INC_TYPE=AUTO за структурна статичка анализа. Затоа, при приспособување на временскиот чекор во анализа на спроведување на топлина, не користете !STEP; користете ја спецификацијата !HEAT. За форматот на внес, видете !HEAT.

Задавање времиња за излез¶

Бидејќи временскиот инкремент се менува според конвергенцијата кога се користат автоматски инкременти, времињата во кои се изведуваат резултатите може да не се познати однапред. !TIME_POINTS е список на времиња што се користи за приспособување на временскиот инкремент така што рамнотежата секогаш да се пресметува и резултатите да може да се изведат во зададените времиња.

Списокот на времиња може да се зададе или како вкупно време од почетокот на анализата или како време на чекор од почетокот на чекорот. Користете вкупно време кога задавате заеднички времиња низ повеќе чекори, а време на чекор кога задавате исти релативни позиции за излез во секој чекор.

За секој чекор, списокот на времиња што се користи се референцира од !STEP. Кога се користи заедно со автоматски инкременти, временскиот инкремент се скратува така што да не го надмине следното време за излез или крајното време на чекорот. За форматот на внес, видете !TIME_POINTS.

Поврзани теми¶

• Типови на анализа — Преглед на типови анализа како статичка, динамичка и анализа на спроведување на топлина.
• Нелинеарна итерација и временска интеграција — Структура на Newton-овите итерации, контактните итерации и временската интеграција во еден потчекор (значење на бројот на Newton-ови и контактни итерации).
• Активирање/деактивирање елементи — Како да се изберат контролите за активирање елементи овозможени со !STEP.
• Newton-Raphson метод (теорија) — Теорија на итеративниот метод на решавање.
• Критериуми за конвергенција (теорија) — Теорија на мерките за конвергенција.
• !STEP, !AUTOINC_PARAM, !TIME_POINTS — Формати за внес на управување со чекори во структурни и динамички анализи.
• !DYNAMIC, !HEAT — Формати за внес на временско управување во динамички анализи и анализи на спроведување на топлина.