విశ్లేషణ రకాలు¶

FrontISTR నిర్మాణ మరియు ఉష్ణ భౌతిక శాస్త్రాల రెండింటినీ లక్ష్యంగా తీసుకొని, స్థిర సమతుల్యత నుండి కాల పరిణామం, ఆవర్తన స్థిరావస్థ మరియు వ్యవస్థ యొక్క స్వాభావిక లక్షణాల వెలికితీత వరకు అనేక విశ్లేషణ రకాలను అందిస్తుంది. ఈ పేజీ ప్రతి విశ్లేషణ రకం లక్ష్యంగా తీసుకునే ఘటనలు, వర్తింపు పరిధి మరియు వాటి మధ్య ఎంపిక విధానాన్ని చూపుతుంది. ఇన్‌పుట్ ఫైల్ వాక్యనిర్మాణానికి కీవర్డ్ రిఫరెన్స్‌ను, సూత్రీకరణ యొక్క గణిత వివరాలకు సిద్ధాంత మాన్యువల్‌ను చూడండి.

ఫంక్షన్‌ల సమగ్ర అవలోకనం¶

FrontISTR విశ్లేషణ రకాలు క్రింది మూడు అక్షాల కలయికల ద్వారా లక్షణీకరించబడతాయి.

• లక్ష్య భౌతిక శాస్త్రం: నిర్మాణం (స్థానచలనం/స్ట్రెస్), ఉష్ణం (ఉష్ణోగ్రత/ఉష్ణ ప్రవాహం), లేదా వాటి కప్లింగ్
• చలన నిర్వహణ: జడత్వ పదాలను చేర్చాలా, కాల పరిణామాన్ని అనుసరించాలా. ఇవి పరస్పరం స్వతంత్ర అక్షాలు
  • జడత్వం లేదు, కాల పరిణామం కూడా అనుసరించరు → స్థిర సమతుల్యత
  • జడత్వం లేదు, కానీ కాల పరిణామాన్ని అనుసరిస్తారు → క్వాసి-స్థిర (విస్కోఎలాస్టిసిటీ/క్రీప్ మొదలైనవి)
  • జడత్వాన్ని చేర్చి కాల పరిణామాన్ని అనుసరిస్తారు → ట్రాన్సియెంట్ డైనమిక్ ప్రతిస్పందన
  • ఆవర్తన స్థిరావస్థగా పౌనఃపున్య డొమైన్‌లో నిర్వహిస్తారు → హార్మోనిక్ ప్రతిస్పందన
  • బాహ్య బలం ఇవ్వకుండా వ్యవస్థకు స్వాభావికమైన లక్షణాలను వెలికితీస్తారు → స్వాభావిక లక్షణాలు
• రేఖీయత: రేఖీయ (చిన్న వికృతి/రేఖీయ పదార్థం) లేదా అరేఖీయ (పెద్ద వికృతి/అరేఖీయ పదార్థం/కాంటాక్ట్)

అమలులో ఉన్న ఈ అక్షాల కలయికలు క్రింద వివరించే విశ్లేషణ రకాలకు అనుగుణంగా ఉంటాయి. ఇన్‌పుట్‌లో !SOLUTION ద్వారా విశ్లేషణ రకం యొక్క విస్తృత వర్గాన్ని పేర్కొని, !DYNAMIC, !EIGEN, !HEAT మొదలైన వాటితో అనుబంధ లక్షణాలను మరింత వివరంగా పేర్కొంటారు. కాల పరిణామం ఉన్న విశ్లేషణల్లో సమయ దశ వెడల్పు మరియు వృద్ధులను !STEP ద్వారా నియంత్రిస్తారు.

విశ్లేషణ రకాన్ని ఎంచుకునే విధానం¶

విశ్లేషణ రకాన్ని ఎంచుకునేటప్పుడు, ముందుగా నిర్వహించాల్సిన ఘటన మరియు పొందాలనుకునే ఫలితాన్ని స్పష్టంగా నిర్వచించాలి. ఒకే వస్తువు అయినా తెలుసుకోవాలనుకునే విషయం మారితే ఉపయోగించాల్సిన విశ్లేషణ రకం మారుతుంది. క్రింది అంశాలను వరుసగా పరిశీలించడం ద్వారా లక్ష్యానికి సరిపడే విశ్లేషణ రకాన్ని ఎంచుకోవచ్చు.

1. ఏం తెలుసుకోవాలి? — స్థానచలనం/స్ట్రెస్, ఉష్ణోగ్రత పంపిణీ, కంపన మోడ్‌లు లేదా పౌనఃపున్య ప్రతిస్పందన. కావలసిన పరిమాణం విశ్లేషణ యొక్క ప్రధాన వర్గాన్ని నిర్ణయిస్తుంది
2. జడత్వాన్ని పరిగణించాలా? — లోడ్ వేగంగా మారి త్వరణం ప్రతిస్పందనను ప్రభావితం చేస్తే డైనమిక్ విశ్లేషణను ఎంచుకోవాలి. మార్పు నెమ్మదిగా ఉండి జడత్వాన్ని నిర్లక్ష్యం చేయగలిగితే స్థిర విశ్లేషణ సరిపోతుంది
3. కాల పరిణామాన్ని అనుసరించాలా? — జడత్వాన్ని నిర్లక్ష్యం చేయగలిగినా, విస్కోఎలాస్టిసిటీ లేదా క్రీప్ వంటి కాల-ఆధారిత పదార్థ ప్రతిస్పందనను నిర్వహించేటప్పుడు స్థిర విశ్లేషణ చట్రంలో కాలాన్ని దశలుగా ముందుకు తీసుకుంటూ పరిష్కరిస్తారు (క్వాసి-స్థిర విశ్లేషణ)
4. రేఖీయత ఊహ చెల్లుబాటు అవుతుందా? — చిన్న వికృతి మరియు రేఖీయ పదార్థం అయితే రేఖీయ విశ్లేషణ సరిపోతుంది. పెద్ద వికృతి, అరేఖీయ పదార్థం లేదా కాంటాక్ట్‌లో ఏదైనా ఉంటే అరేఖీయ విశ్లేషణను ఎంచుకోవాలి

సాధారణ సమస్యలు మరియు వాటికి అనుగుణమైన విశ్లేషణ రకాలు క్రింది పట్టికలో చూపబడ్డాయి.

స్థిర విశ్లేషణ¶

స్థిర విశ్లేషణ జడత్వ పదాలను నిర్లక్ష్యం చేసి సమతుల్యత సమీకరణాలను పరిష్కరిస్తుంది. కాల పరిణామం లేని స్థిర సమతుల్యత మాత్రమే కాక, విస్కోఎలాస్టిసిటీ/క్రీప్ వంటి కాల-ఆధారిత పదార్థ ప్రతిస్పందన లేదా చరిత్ర కలిగిన అరేఖీయతను నిర్వహించినప్పుడు సమయాన్ని దశలుగా ముందుకు తీసుకుంటూ ప్రతి సమయంలో సమతుల్యతను వరుసగా అనుసరించే క్వాసి-స్థిర విశ్లేషణ కూడా ఈ చట్రంలో ఉంటుంది. డైనమిక్ విశ్లేషణతో తేడా జడత్వ పదం ఉందా లేదా అన్నదే; కాల పరిణామం ఉందా లేదా అన్నది కాదు.

రేఖీయ స్థిర విశ్లేషణ చిన్న వికృతి మరియు రేఖీయ పదార్థాన్ని ఊహించి, సమతుల్యత సమీకరణాన్ని ఒకసారి రేఖీయ సమీకరణ వ్యవస్థను పరిష్కరించడం ద్వారా పరిష్కరిస్తుంది. గణన వ్యయం అతి తక్కువగా ఉండి, స్ట్రెస్ మూల్యాంకనం మరియు రూపకల్పన ప్రారంభ దశ పరిశీలనలకు ఉపయోగించబడుతుంది.

అరేఖీయ స్థిర విశ్లేషణ పెద్ద వికృతి (జ్యామితీయ అరేఖీయత), అరేఖీయ పదార్థం (ఎలాస్టోప్లాస్టిసిటీ/హైపర్‌ఎలాస్టిసిటీ/విస్కోఎలాస్టిసిటీ/క్రీప్), కాంటాక్ట్ మొదలైన వాటిలో ఏదైనా ఉన్నప్పుడు ఉపయోగించబడుతుంది. సమతుల్యత సమీకరణం అరేఖీయ కావడంతో లోడ్‌ను అనేక వృద్ధులుగా విభజించి దశలవారీగా వర్తింపజేస్తారు; ప్రతి వృద్ధిలో Newton-Raphson పద్ధతితో పునరావృత పరిష్కారం నిర్వహిస్తారు. విస్కోఎలాస్టిసిటీ/క్రీప్ వంటి కాల-ఆధారిత పదార్థాలను నిర్వహించినప్పుడు, ప్రతి సమయంలో సమతుల్యతను వరుసగా అనుసరిస్తూ ఇదే విధమైన వృద్ధి మరియు పునరావృత ప్రక్రియ నిర్వహించబడుతుంది.

ఇన్‌పుట్‌లో !SOLUTION, TYPE=STATIC పేర్కొనాలి; అరేఖీయతను నిర్వహిస్తే NONLINEAR పరామితిని జోడించాలి. సమయ దశలు, వృద్ధి నియంత్రణ మరియు కన్వర్జెన్స్ నిర్ణయాన్ని !STEP ద్వారా పేర్కొంటారు. వృద్ధి నియంత్రణ వివరాలకు దశ నియంత్రణ చూడండి.

డైనమిక్ విశ్లేషణ¶

డైనమిక్ విశ్లేషణ జడత్వ పదాలను కలిగిన చలన సమీకరణాలను కాల పరిణామంగా పరిష్కరించి, బాహ్య బలాల కాల చరిత్రకు ప్రతిస్పందనను కాల చరిత్రగా పొందుతుంది. ఝలక్ లోడ్, భూకంప ప్రతిస్పందన, కంపన ప్రసారం వంటి వ్యవస్థ త్వరణం ప్రతిస్పందనను గణనీయంగా ప్రభావితం చేసే ఘటనలను ఇది లక్ష్యంగా తీసుకుంటుంది.

సమయ సమాకలన పద్ధతులు ప్రధానంగా అవ్యక్త మరియు వ్యక్త పద్ధతులుగా విభజించబడతాయి. ఏదిని ఎంచుకోవాలో ఘటన యొక్క కాల పరిమాణం, సమస్య పరిమాణం మరియు సమయ దశ స్థిరత్వ అవసరాలు నిర్ణయిస్తాయి. తక్కువ పౌనఃపున్య భాగాలు ప్రధానమై తులనాత్మకంగా పెద్ద సమయ దశ కావాలంటే అవ్యక్త పద్ధతి, ఝలక్ లేదా తరంగ ప్రసారం వంటి సహజంగానే చిన్న సమయ దశ అవసరమైన అధిక పౌనఃపున్య ఘటనలకు వ్యక్త పద్ధతి అనుకూలం.

అవ్యక్త పద్ధతి¶

అవ్యక్త పద్ధతి (Newmark-β పద్ధతి) ప్రతి సమయ దశ వద్ద సమకాలిక సమీకరణ వ్యవస్థను పరిష్కరించి తదుపరి సమయంలో స్థానచలనం, వేగం మరియు త్వరణాన్ని పొందుతుంది. సమయ దశపై స్థిరత్వ పరిమితి లేదు; అందువల్ల తక్కువ పౌనఃపున్య భాగాలు ప్రధానమైన నిర్మాణ ప్రతిస్పందనల్లో (భూకంప ప్రతిస్పందన, యాంత్రిక కంపనం మొదలైనవి) పెద్ద సమయ దశ లను తీసుకొని దశ ల సంఖ్యను తగ్గించవచ్చు కాబట్టి ఇది సమర్థవంతంగా ఉంటుంది. మరోవైపు ప్రతి దశకు సమకాలిక సమీకరణ వ్యవస్థ పరిష్కార వ్యయం ఉంటుంది; కాబట్టి అత్యధిక దశ లు అవసరమైన ఘటనలకు అనుకూలం కాదు.

వ్యక్త పద్ధతి¶

వ్యక్త పద్ధతి (కేంద్ర వ్యత్యాస పద్ధతి) గత దశ సమాచారాన్ని మాత్రమే ఉపయోగించి తదుపరి సమయ స్థితిని నేరుగా గణిస్తుంది. సమకాలిక సమీకరణ వ్యవస్థను పరిష్కరించనందున ప్రతి దశ గణన వ్యయం తక్కువగా ఉంటుంది, కానీ సమయ దశ పరిమాణం వ్యవస్థ యొక్క కనిష్ఠ స్వాభావిక ఆవర్తన కాలంపై ఆధారపడే షరతు (CFL షరతు) ద్వారా పరిమితం చేయబడుతుంది. ఝలక్, తరంగ ప్రసారం, అధిక-వేగ కాంటాక్ట్ వంటి సహజంగానే చిన్న సమయ దశ అవసరమైన సమస్యలకు ఇది అనుకూలం.

ఇన్‌పుట్‌లో !SOLUTION, TYPE=DYNAMIC పేర్కొని, !DYNAMIC ద్వారా పరిష్కార పద్ధతి ఎంపిక మరియు Newmark-β పద్ధతి వంటి సమాకలన పరామితులను ఇస్తారు. అనేక దశ ల మధ్య సరిహద్దు పరిస్థితులు/లోడ్ గ్రూప్‌లను మార్చేటప్పుడు లేదా ప్రతి దశకు వృద్ధి నియంత్రణను పేర్కొనేటప్పుడు !STEP ఉపయోగిస్తారు. అరేఖీయ డైనమిక్ విశ్లేషణ యొక్క అవ్యక్త పద్ధతిలో కన్వర్జెన్స్ స్థితిని బట్టి స్వయంచాలక వృద్ధి మరియు cutback కూడా ఉపయోగించవచ్చు.

మోడ్ విశ్లేషణ¶

మోడ్ విశ్లేషణ బాహ్య బలం ఇవ్వకుండా ద్రవ్యరాశి మ్యాట్రిక్స్ మరియు దృఢత్వ మ్యాట్రిక్స్‌లతో ఏర్పడే సాధారణీకృత స్వీయవిలువ సమస్యను పరిష్కరించి, వ్యవస్థకు స్వాభావికమైన స్వాభావిక పౌనఃపున్యాలు మరియు స్వాభావిక మోడ్ ఆకారాలను వెలికితీస్తుంది. నిర్మాణం యొక్క కంపన లక్షణాల మూల్యాంకనం, రెజొనెన్స్ బిందువుల గుర్తింపు మరియు పౌనఃపున్య ప్రతిస్పందన విశ్లేషణలో మోడ్ సూపర్‌పోజిషన్ ఉపయోగించే ముందు దశగా ఇది అమలు చేయబడుతుంది.

పరిష్కార పద్ధతిగా Lanczos పద్ధతి ఉపయోగించబడుతుంది; పేర్కొన్న సంఖ్యలో తక్కువ-క్రమ మోడ్‌లను సమర్థంగా వెలికితీస్తుంది. ద్రవ్యరాశి మ్యాట్రిక్స్‌గా కేంద్రీకృత ద్రవ్యరాశి మ్యాట్రిక్స్ ఉపయోగించబడుతుంది.

ఇన్‌పుట్‌లో !SOLUTION, TYPE=EIGEN పేర్కొని, !EIGEN ద్వారా వెలికితీయాల్సిన మోడ్‌ల సంఖ్య, షిఫ్ట్ విలువ మొదలైనవి ఇస్తారు.

పౌనఃపున్య ప్రతిస్పందన విశ్లేషణ¶

పౌనఃపున్య ప్రతిస్పందన విశ్లేషణ హార్మోనిక్ (సైన్ తరంగ) బాహ్య బలం వర్తించిన వ్యవస్థ చేరుకునే ఆవర్తన స్థిరావస్థ ప్రతిస్పందనను, ఉత్తేజన పౌనఃపున్యాన్ని మారుస్తూ గణిస్తుంది. కాల చరిత్రను అనుసరించే డైనమిక్ విశ్లేషణకు భిన్నంగా, పౌనఃపున్య డొమైన్‌లో నేరుగా పరిష్కరిస్తుంది; అందువల్ల రెజొనెన్స్ లక్షణాల మూల్యాంకనం మరియు స్థిరావస్థ కంపన రూపకల్పనకు అనుకూలం.

పరిష్కారం ప్రధానంగా మోడ్ సూపర్‌పోజిషన్ పద్ధతిపై ఆధారపడుతుంది; ముందుగానే మోడ్ విశ్లేషణలో పొందిన స్వాభావిక మోడ్‌లను సూపర్‌పోజ్ చేసి ప్రతిస్పందనను నిర్మిస్తుంది. అందువల్ల పౌనఃపున్య ప్రతిస్పందన విశ్లేషణకు ముందు అదే వ్యవస్థపై మోడ్ విశ్లేషణ నిర్వహించాలి. రేఖీయ మోడల్‌లకు మాత్రమే మద్దతు ఉంది; జ్యామితీయ అరేఖీయత లేదా పదార్థ అరేఖీయత సక్రియం చేసినప్పుడు అమలు చేయలేరు.

ఇన్‌పుట్‌లో ఇది డైనమిక్ విశ్లేషణ యొక్క ఒక రూపంగా నిర్వహించబడుతుంది: !SOLUTION, TYPE=DYNAMIC పేర్కొని, !DYNAMIC ఉప పరామితుల ద్వారా పౌనఃపున్య ప్రతిస్పందన అని పేర్కొంటారు. ఉత్తేజన పరిస్థితులను !FLOAD తో ఇస్తారు.

ఉష్ణ వాహక విశ్లేషణ¶

ఉష్ణ వాహక విశ్లేషణ ఉష్ణ వాహక సమీకరణాన్ని పరిష్కరించి ఉష్ణోగ్రత పంపిణీ మరియు ఉష్ణ ప్రవాహాన్ని పొందుతుంది. నిర్మాణ విశ్లేషణతో అదే పరిమిత మూలక మెష్‌ను ఉపయోగించినప్పటికీ, నోడ్‌కు ఉష్ణోగ్రత అనే ఒక్క స్వేచ్ఛా ప్రమాణం మాత్రమే ఉంటుంది; నిర్వహించే పదార్థ గుణాలు ఉష్ణ వాహకత, విశిష్ట ఉష్ణం మరియు సాంద్రతకు పరిమితం. సరిహద్దు పరిస్థితులు కూడా నిర్మాణ విశ్లేషణకు భిన్నంగా నిర్దేశిత ఉష్ణోగ్రత, ఉష్ణ ప్రవాహం, సంవహనం మరియు వికిరణం వంటి రకాలుగా ఉంటాయి.

కాల లక్షణాల ప్రకారం సమయంపై ఆధారపడని సమతుల్యత స్థితిని పొందే స్థిర ఉష్ణ వాహక విశ్లేషణ మరియు ఉష్ణోగ్రత క్షేత్రం కాల పరిణామాన్ని అనుసరించే ట్రాన్సియెంట్ ఉష్ణ వాహక విశ్లేషణగా విభజించబడుతుంది. చివరికి చేరుకునే సమతుల్యత ఉష్ణోగ్రత కావాలా, లేక ఉష్ణోగ్రత కాలంతో ఎలా మారుతుందో కావాలా అన్నదానిపై ఎంపిక ఆధారపడి ఉంటుంది.

ఇన్‌పుట్‌లో !SOLUTION, TYPE=HEAT పేర్కొని, !HEAT ద్వారా స్థిర/ట్రాన్సియెంట్ రకం మరియు సమయ దశను ఇస్తారు.

ఉష్ణ-స్ట్రెస్ కపుల్డ్ విశ్లేషణ¶

ఉష్ణ-స్ట్రెస్ కపుల్డ్ విశ్లేషణ ఉష్ణ వాహక విశ్లేషణలో పొందిన ఉష్ణోగ్రత పంపిణీని నిర్మాణ విశ్లేషణలో ఉష్ణ స్ట్రెయిన్ లోడ్‌గా వర్తింపజేసి, ఉష్ణోగ్రత క్షేత్రం కారణంగా ఏర్పడే స్ట్రెస్ మరియు వికృతిని గణిస్తుంది. FrontISTR యొక్క ప్రామాణిక నిర్వహణ ఒక-దిశ కప్లింగ్; ఉష్ణ విశ్లేషణ మరియు నిర్మాణ విశ్లేషణ వేర్వేరుగా అమలు చేయబడతాయి, ఉష్ణోగ్రత క్షేత్రం ఫలిత ఫైల్ ద్వారా ఒక దిశలో బదిలీ చేయబడుతుంది.

విధానంగా ముందుగా ఉష్ణ వాహక విశ్లేషణను అమలు చేసి ఉష్ణోగ్రత పంపిణీ ఫలిత ఫైల్‌ను పొందాలి. తరువాత నిర్మాణ విశ్లేషణను అమలు చేసేటప్పుడు !TEMPERATURE, READRESULT ద్వారా ఆ ఉష్ణోగ్రత క్షేత్రాన్ని ఉష్ణోగ్రత లోడ్‌గా చదవాలి. నిర్మాణ విశ్లేషణ చట్రం సాధారణ స్థిర లేదా డైనమిక్ విశ్లేషణతో సమానమే; కప్లింగ్ కోసం ప్రత్యేక విశ్లేషణ రకాన్ని అదనంగా పేర్కొనాల్సిన అవసరం లేదు.

నిర్మాణ వికృతి ఉష్ణ వాహక ప్రక్రియను ప్రభావితం చేసే ద్వి-దిశ కప్లింగ్ (ఉదాహరణకు వికృతి వల్ల ఉష్ణ సరిహద్దు పరిస్థితులు మారడం) ఈ డాక్యుమెంటేషన్ సంచిక పరిధికి బయటగా ఉంటుంది.

సంబంధిత అంశాలు¶

• మూలక లైబ్రరీ — ప్రతి విశ్లేషణ రకంలో ఉపయోగించగల మూలక రకాలు మరియు మద్దతు
• పదార్థ డేటా — ప్రతి విశ్లేషణ రకంలో నిర్వహించగల పదార్థ మోడల్‌లు
• అరేఖీయ పునరావృతం/సమయ సమాకలనం — Newton-Raphson పునరావృతం, కాంటాక్ట్ పునరావృతం మరియు సమయ సమాకలన స్కీమ్‌లు
• దశ నియంత్రణ — సమయ వృద్ధి, కన్వర్జెన్స్ నిర్ణయం మరియు లోడ్ వృద్ధి నియంత్రణ
• రేఖీయ స్థితిస్థాపక స్థిర విశ్లేషణ (సిద్ధాంతం/అనుబంధం) — రేఖీయ స్థిర విశ్లేషణ సూత్రీకరణ
• ట్యాంజెంట్ దృఢత్వ మ్యాట్రిక్స్ (సిద్ధాంతం) — అరేఖీయ స్థిర విశ్లేషణకు ట్యాంజెంట్ దృఢత్వం
• Newton-Raphson పద్ధతి (సిద్ధాంతం) — పునరావృత పరిష్కార పద్ధతి
• డైనమిక్ విశ్లేషణ పద్ధతులు (సిద్ధాంతం) — డైనమిక్ విశ్లేషణ సూత్రీకరణ
• మోడ్ విశ్లేషణ (సిద్ధాంతం) — స్వీయవిలువ సమస్య సూత్రీకరణ
• పౌనఃపున్య ప్రతిస్పందన విశ్లేషణ (సిద్ధాంతం) — పౌనఃపున్య ప్రతిస్పందన సూత్రీకరణ
• ట్రాన్సియెంట్ ఉష్ణ వాహక విశ్లేషణ (సిద్ధాంతం) — ఉష్ణ వాహక విశ్లేషణ సూత్రీకరణ