Translation update pending
The Thai translation may be out of date because the Japanese source has changed. The existing translation remains available while it is being updated.
ไลบรารีเอลิเมนต์¶
FrontISTR เลือกใช้เอลิเมนต์เส้น เอลิเมนต์ระนาบ เอลิเมนต์ของแข็ง เอลิเมนต์อินเทอร์เฟซ เอลิเมนต์คาน และเอลิเมนต์เชลล์ตามรูปทรงเรขาคณิตของปัญหา สมการควบคุม และองศาอิสระที่ต้องการ หน้านี้สรุปประเด็นที่ผู้ใช้ต้องทราบในการเลือกเอลิเมนต์ ได้แก่ “เอลิเมนต์ใดใช้กับการวิเคราะห์ใดได้บ้าง”, “ควรเลือก รูปแบบการคำนวณ ของเอลิเมนต์ของแข็งอันดับหนึ่งอย่างไร”, “จะใช้เอลิเมนต์โครงสร้างร่วมกับเอลิเมนต์ของแข็งอย่างไร” และ “ผิวเอลิเมนต์ที่รองรับการสัมผัสในการวิเคราะห์โครงสร้างมีขอบเขตเพียงใด” หน้านี้ยังสรุปด้วยว่าเอลิเมนต์โครงสร้างใดสามารถใช้ในการวิเคราะห์ที่พิจารณาการเสียรูปขนาดใหญ่ได้
สำหรับรูปแบบโดยละเอียดของ คีย์เวิร์ดอินพุต โปรดดู เอกสารอ้างอิงคีย์เวิร์ด ส่วนการอนุมานทางคณิตศาสตร์ของฟังก์ชันรูปร่าง เมทริกซ์ความแข็ง และวิธีหลีกเลี่ยง locking อธิบายในคู่มือทฤษฎี
ภาพรวมไลบรารีเอลิเมนต์¶
หมวดเอลิเมนต์ที่ FrontISTR รองรับในซอร์สปัจจุบันแบ่งกว้าง ๆ เป็นเอลิเมนต์เส้น เอลิเมนต์ระนาบ เอลิเมนต์ของแข็ง เอลิเมนต์อินเทอร์เฟซ เอลิเมนต์คาน และเอลิเมนต์เชลล์ หากต้องการดิสครีไทซ์คอนทินิวอัมโดยตรง ให้เลือกเอลิเมนต์ระนาบหรือของแข็ง ส่วนชิ้นส่วนเรียวยาวหรือโครงสร้างผนังบางให้เลือกเอลิเมนต์คานหรือเชลล์ ในการวิเคราะห์ความร้อน แม้เป็นหมวดรูปทรงเดียวกันก็ใช้เส้นทางการประกอบต่างจากการวิเคราะห์โครงสร้าง ดังนั้นควรตรวจสอบเอลิเมนต์ที่ใช้งานได้จากตารางเสมอ
โดยหลัก หมายเลขชนิดเอลิเมนต์ใช้เลข 3 หลัก หลักแรกแสดงหมวดเอลิเมนต์โดยคร่าว และอีก 2 หลักใช้แยกรูปทรงกับตระกูล ตัวอย่างเช่น 231/232 คือเอลิเมนต์ระนาบสามเหลี่ยมอันดับหนึ่ง/อันดับสอง, 341/342 คือทรงสี่หน้าอันดับหนึ่ง/อันดับสอง และ 361/362 คือทรงหกหน้าอันดับหนึ่ง/อันดับสอง อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถสรุปทุกตระกูลแบบง่าย ๆ ว่า “ลงท้าย 1=อันดับหนึ่ง, 2=อันดับสอง” ได้ ดังจะเห็นจาก 301 ซึ่งเป็นเอลิเมนต์ truss 2 โหนด และ 743 ซึ่งเป็นเอลิเมนต์เชลล์ 9 โหนด จึงควรตรวจสอบจากตารางต่อไปแทนการตัดสินจากหมายเลขเพียงอย่างเดียว
สัญลักษณ์ในตารางมีความหมายดังต่อไปนี้
○: รองรับ—: ไม่รองรับ
ในที่นี้ “พลวัต” หมายถึงการวิเคราะห์พลวัตแบบชั่วคราว และ “โหมด” หมายถึงการคำนวณโหมดที่ใช้ในการวิเคราะห์โหมดและเป็นฐานของการวิเคราะห์การตอบสนองความถี่ สำหรับคอลัมน์ความร้อน จะแสดง ○ เฉพาะเอลิเมนต์ที่ใช้ในการวิเคราะห์การนำความร้อนได้
เอลิเมนต์คอนทินิวอัมและเอลิเมนต์อินเทอร์เฟซ¶
| ชนิดเอลิเมนต์ | ประเภทเอลิเมนต์ | จำนวนโหนด | DOF โครงสร้าง/โหนด | DOF ความร้อน/โหนด | รูปทรง/อันดับ | ความเค้น | พลวัต | โหมด | ความร้อน | รูปแบบการคำนวณ/หมายเหตุ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| เอลิเมนต์เส้น | 111 | 2 | — | 1 | เอลิเมนต์เส้น 2 โหนด | — | — | — | ○ | เอลิเมนต์ 1 มิติสำหรับการนำความร้อน |
| เอลิเมนต์เส้น | 112 | 3 | — | — | เอลิเมนต์เส้น 3 โหนด | — | — | — | — | ฟังก์ชันวิเคราะห์ปัจจุบันยังไม่รองรับ |
| เอลิเมนต์ระนาบ | 231 | 3 | 3 | 1 | เอลิเมนต์สามเหลี่ยมอันดับหนึ่ง | ○ | ○ | ○ | ○ | คอนทินิวอัม 2 มิติ |
| เอลิเมนต์ระนาบ | 232 | 6 | 3 | 1 | เอลิเมนต์สามเหลี่ยมอันดับสอง | ○ | ○ | ○ | ○ | คอนทินิวอัม 2 มิติ |
| เอลิเมนต์ระนาบ | 241 | 4 | 3 | 1 | เอลิเมนต์สี่เหลี่ยมอันดับหนึ่ง | ○ | ○ | ○ | ○ | คอนทินิวอัม 2 มิติ |
| เอลิเมนต์ระนาบ | 242 | 8 | 3 | 1 | เอลิเมนต์สี่เหลี่ยมอันดับสอง | ○ | ○ | ○ | ○ | ตระกูล Serendipity |
| เอลิเมนต์ของแข็ง | 301 | 2 | 3 | 1 | เอลิเมนต์ truss 2 โหนด | ○ | ○ | ○ | — | ข้อยกเว้นของกฎการตั้งชื่อ ไม่รองรับการวิเคราะห์ความร้อน |
| เอลิเมนต์ของแข็ง | 341 | 4 | 3 | 1 | เอลิเมนต์ทรงสี่หน้าอันดับหนึ่ง | ○ | ○ | ○ | ○ | อินทิเกรตเต็ม, selective edge/nodal smoothing |
| เอลิเมนต์ของแข็ง | 342 | 10 | 3 | 1 | เอลิเมนต์ทรงสี่หน้าอันดับสอง | ○ | ○ | ○ | ○ | |
| เอลิเมนต์ของแข็ง | 351 | 6 | 3 | 1 | เอลิเมนต์ทรงห้าหน้าอันดับหนึ่ง | ○ | ○ | ○ | ○ | |
| เอลิเมนต์ของแข็ง | 352 | 15 | 3 | 1 | เอลิเมนต์ทรงห้าหน้าอันดับสอง | ○ | ○ | ○ | ○ | |
| เอลิเมนต์ของแข็ง | 361 | 8 | 3 | 1 | เอลิเมนต์ทรงหกหน้าอันดับหนึ่ง | ○ | ○ | ○ | ○ | อินทิเกรตเต็ม, B-bar, incompatible, F-bar, u-p mixed |
| เอลิเมนต์ของแข็ง | 362 | 20 | 3 | 1 | เอลิเมนต์ทรงหกหน้าอันดับสอง | ○ | ○ | ○ | ○ | ตระกูล Serendipity |
| เอลิเมนต์คอนเนกเตอร์ | 511 | 2 | 3 | — | เอลิเมนต์คอนเนกเตอร์ 2 โหนด | ○ | ○ | ○ | — | สำหรับสปริงและแดมเปอร์ ไม่มีเมทริกซ์มวล |
| เอลิเมนต์อินเทอร์เฟซ | 541 | 4×2 | — | 1 | เอลิเมนต์ผิวสี่เหลี่ยมอันดับหนึ่ง | — | — | — | ○ | สำหรับการถ่ายเทความร้อนผ่าน gap และการแผ่รังสี ไม่มีเมทริกซ์ความจุ |
| เอลิเมนต์อินเทอร์เฟซ | 542 | 8×2 | — | — | เอลิเมนต์ผิวสี่เหลี่ยมอันดับสอง | — | — | — | — | ไม่รองรับ |
เอลิเมนต์โครงสร้าง¶
| ชนิดเอลิเมนต์ | ประเภทเอลิเมนต์ | จำนวนโหนด | DOF โครงสร้าง/โหนด | DOF ความร้อน/โหนด | รูปทรง/อันดับ | ความเค้น | พลวัต | โหมด | ความร้อน | รูปแบบการคำนวณ/หมายเหตุ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| เอลิเมนต์คาน | 611 | 2 | 6 | 1 | เอลิเมนต์คาน 2 โหนด | ○ | ○ | ○ | — | คาน Bernoulli-Euler (ค่าเริ่มต้น) หรือคาน Timoshenko ไม่รองรับการวิเคราะห์ความร้อน |
| เอลิเมนต์คาน | 641 | 2×2 | 3 | 1 | เอลิเมนต์คาน 2 โหนด (สำหรับ DOF แบบผสม) | ○ | ○ | ○ | — | คาน Bernoulli-Euler ไม่รองรับการวิเคราะห์ความร้อน |
| เอลิเมนต์เชลล์ | 731 | 3 | 6 | 1 | เอลิเมนต์สามเหลี่ยมอันดับหนึ่ง | ○ | ○ | ○ | ○ | MITC3 |
| เอลิเมนต์เชลล์ | 732 | 6 | — | — | เอลิเมนต์สามเหลี่ยมอันดับสอง | — | — | — | — | ฟังก์ชันวิเคราะห์ปัจจุบันยังไม่รองรับ |
| เอลิเมนต์เชลล์ | 741 | 4 | 6 | 1 | เอลิเมนต์สี่เหลี่ยมอันดับหนึ่ง | ○ | ○ | ○ | ○ | MITC4 |
| เอลิเมนต์เชลล์ | 743 | 9 | 6 | — | เอลิเมนต์สี่เหลี่ยมอันดับสอง | ○ | ○ | ○ | — | MITC9 |
| เอลิเมนต์เชลล์ | 761 | 3×2 | 3 | — | เอลิเมนต์สามเหลี่ยมอันดับหนึ่ง (สำหรับ DOF แบบผสม) | ○ | ○ | ○ | — | MITC3 สำหรับใช้ DOF ร่วมกับเอลิเมนต์ของแข็ง |
| เอลิเมนต์เชลล์ | 781 | 4×2 | 3 | — | เอลิเมนต์สี่เหลี่ยมอันดับหนึ่ง (สำหรับ DOF แบบผสม) | ○ | ○ | ○ | — | MITC4 สำหรับใช้ DOF ร่วมกับเอลิเมนต์ของแข็ง |
- ในบรรดาเอลิเมนต์ของแข็งอันดับหนึ่ง 341 และ 361 รวมทั้งเอลิเมนต์คาน 611 มีตัวเลือกรูปแบบการคำนวณ ดังนั้นแม้มีรูปทรงเดียวกันก็มีตัวเลือกหลายแบบ
- เมื่อใช้การสัมผัสในการวิเคราะห์โครงสร้าง ไม่รองรับผิวสัมผัสของเอลิเมนต์อันดับสอง
- เอลิเมนต์โครงสร้าง 611/731/741/743 ใช้โหนด 6 DOF และไม่สามารถผสมกับเอลิเมนต์ของแข็งโดยตรงได้ หากต้องผสมให้ใช้ 641/761/781
- เอลิเมนต์คาน 611 ไม่รองรับการวิเคราะห์ที่พิจารณาความเค้นความร้อน แรงโน้มถ่วง ความดัน หรือแรงหนีศูนย์กลาง ส่วนเอลิเมนต์คาน 641 ไม่รองรับความดันและแรงหนีศูนย์กลาง
- ในการวิเคราะห์พลวัตเชิงเส้น ไม่รองรับการคำนวณแบบขนานเมื่อใช้เอลิเมนต์เชลล์ 731/741/743 สำหรับเอลิเมนต์อื่นสามารถใช้การคำนวณแบบขนานได้
แนวทางเลือกตัวเลือก รูปแบบการคำนวณ¶
สำหรับเอลิเมนต์ของแข็งอันดับหนึ่ง นอกจากรูปทรงแล้ว รูปแบบการคำนวณก็เป็นสิ่งที่ต้องเลือก โดยเฉพาะเอลิเมนต์ทรงหกหน้าอันดับหนึ่ง 361 ถูกทำให้สามารถเลือกรูปแบบการคำนวณได้ 4 แบบตามลักษณะของปัญหา เอลิเมนต์ทรงสี่หน้าอันดับหนึ่ง 341 ยังมีตัวเลือก FEM แบบทำให้เรียบ สำหรับเอลิเมนต์คาน 611 สามารถเลือกได้ว่าจะพิจารณาการเสียรูปจากแรงเฉือนหรือไม่ ทั้งหมดนี้สลับในอินพุตด้วย FORM341, FORM361 และ FORM611 ใน !SECTION
เอลิเมนต์ทรงหกหน้าอันดับหนึ่ง (361)¶
ในซอร์สปัจจุบัน FORM361 เลือกได้จาก FI, BBAR, IC, FBAR, UP ทั้ง 5 แบบ ค่าเริ่มต้นเมื่อไม่ระบุ FORM361 แตกต่างตามชนิดการวิเคราะห์: สำหรับการวิเคราะห์สถิตและพลวัตชั่วคราว กรณีการเสียรูปขนาดเล็กใช้ IC, กรณีการเสียรูปขนาดใหญ่ใช้ FBAR; การวิเคราะห์โหมดใช้ IC; กรณีอื่นใช้ FI (UP ใช้ได้เฉพาะเมื่อระบุอย่างชัดเจน)
FI: เอลิเมนต์อินทิเกรตเต็มมาตรฐาน มีแนวโน้มได้รับผลจาก shear locking ในปัญหาดัด และ volumetric locking ในการเสียรูปที่เกือบไม่อัดตัว จึงเหมาะเป็นฐานสำหรับเปรียบเทียบสมรรถนะเอลิเมนต์IC: รูปแบบการคำนวณ ที่เพิ่ม incompatible mode เป็นตัวเลือกแรกเมื่อปัญหาครอบงำด้วยการดัดและต้องการลด shear locking และเป็นค่าเริ่มต้นสำหรับการเสียรูปขนาดเล็กเชิงเส้นBBAR: เอลิเมนต์ B-bar ที่แก้ไของค์ประกอบความเครียดเชิงปริมาตร เหมาะกับปัญหาที่ volumetric locking เด่น เช่น วัสดุคล้ายยางที่เกือบไม่อัดตัวหรือวัสดุที่มีอัตราส่วน Poisson สูง อย่างไรก็ตาม การคำนวณความเครียดเชิงปริมาตรสมมติความเป็นเชิงเส้นจึงไม่สามารถพิจารณาการหมุนจำกัดได้ โดยทั่วไปแนะนำให้ใช้เอลิเมนต์ F-BarFBAR: เอลิเมนต์ F-bar ที่แก้ไของค์ประกอบเชิงปริมาตรของ เกรเดียนต์การเสียรูป เหมาะกับปัญหาการเสียรูปขนาดใหญ่ที่มีผลของความไม่อัดตัวสูง และเป็นค่าเริ่มต้นในการวิเคราะห์การเสียรูปขนาดใหญ่UP: เอลิเมนต์ผสม u-p ที่จัดการการกระจัดและความดันเอลิเมนต์เป็นอิสระ แยกความเค้นเป็นส่วนเบี่ยงเบนและความดันเพื่อหลีกเลี่ยง volumetric locking ในสภาวะเกือบไม่อัดตัว (เช่น วัสดุคล้ายยางที่อัตราส่วน Poisson ใกล้ 0.5 มาก หรือโลหะหลังเกิดการเสียรูปพลาสติก) มี DOF ความดัน 1 ตัวต่อเอลิเมนต์ (คงที่ภายในเอลิเมนต์) และทำ static condensation ที่ระดับเอลิเมนต์ รองรับการเสียรูปขนาดเล็ก, Total Lagrange และ Updated Lagrange
หากไม่แน่ใจในการเลือก สำหรับการวิเคราะห์โครงสร้างการเสียรูปขนาดเล็กให้เริ่มจาก IC; สำหรับการเสียรูปขนาดใหญ่หรือ ไฮเปอร์อีลาสติก ให้เริ่มจาก FBAR; หาก shear locking เป็นปัญหาหลักให้เปรียบเทียบ IC หากสภาวะเกือบไม่อัดตัวเด่นและต้องการจัดการสนามความดันอย่างชัดเจน ให้พิจารณา UP สำหรับพื้นฐานทางทฤษฎีโดยละเอียด โปรดดูคู่มือทฤษฎี
เอลิเมนต์ทรงสี่หน้าอันดับหนึ่ง (341)¶
ในซอร์สปัจจุบัน FORM341 เลือกได้ระหว่าง FI และ SELECTIVE_ESNS โดยค่าเริ่มต้นเป็น FI เสมอ เมื่อเลือก SELECTIVE_ESNS จะสร้างคอนเน็กทิวิตีของเอลิเมนต์สำหรับ smoothing เพิ่มเติมในขั้น setup และจัดการเป็น selective edge/nodal smoothed FEM
FI: เอลิเมนต์ทรงสี่หน้าอันดับหนึ่งมาตรฐาน สร้างเมชได้ง่าย แต่มีแนวโน้มได้รับผลจาก shear locking ในปัญหาดัด และ volumetric locking ในสภาวะเกือบไม่อัดตัวSELECTIVE_ESNS: ใช้ edge-based/nodal-based smoothing เพื่อลดผลของ shear locking และ volumetric locking ที่เกิดขึ้นง่ายในเอลิเมนต์ทรงสี่หน้าอันดับหนึ่ง เป็นทางเลือกสำคัญเมื่อต้องใช้ทรงสี่หน้าเนื่องจากข้อจำกัดด้านรูปทรง
หากจำเป็นต้องใช้ 341 ด้วยเหตุผลด้านรูปทรง และพบผลของ locking รุนแรงเมื่อใช้ FI มาตรฐาน ควรพิจารณา SELECTIVE_ESNS ในทางกลับกัน หากสามารถใช้เอลิเมนต์ทรงหกหน้าอันดับหนึ่งได้ โดยทั่วไปตระกูล 361 ซึ่งพิจารณา IC/BBAR/FBAR จะมีทางเลือกกว้างกว่า
เมื่อใช้ SELECTIVE_ESNS แบบ MPI ขนาน ต้องระวังความลึกของโอเวอร์แลปในการแบ่งเมช เนื่องจากการปรับเรียบแบบอิงขอบ/อิงโหนดเฉลี่ยปริมาณของเอลิเมนต์ที่อยู่ติดกับเอลิเมนต์เป้าหมาย จึงต้องใช้ข้อมูลของเอลิเมนต์ “ถัดจากเอลิเมนต์ข้างเคียง” เพื่อประกอบความแข็งของเอลิเมนต์ภายในโดเมนย่อย ค่าเริ่มต้นของความลึกโอเวอร์แลป 1 ไม่เพียงพอสำหรับเป้าหมายการปรับเรียบบริเวณขอบเขตโดเมน ดังนั้นใน !PARTITION ให้ระบุ DEPTH=2 เมื่อแบ่งเมช รายละเอียดการตั้งค่าดู ความลึกโอเวอร์แลปในการแบ่งเมช
เอลิเมนต์คาน (611)¶
FORM611 เลือกได้เป็น EULER หรือ TIMOSHENKO โดยค่าเริ่มต้นคือ EULER
EULER: คาน Bernoulli-Euler ที่ละเลยการเสียรูปจากแรงเฉือน ใช้กับคานที่ยาวเพียงพอเมื่อเทียบกับขนาดหน้าตัดTIMOSHENKO: คาน Timoshenko ที่เพิ่มผลของการเสียรูปจากแรงเฉือนต่อการดัด ใช้เมื่อคานสั้นเมื่อเทียบกับขนาดหน้าตัดและไม่สามารถละเลยการโก่งตัวจากการเสียรูปจากแรงเฉือนได้ ใช้พื้นที่หน้าตัดโดยตรงเป็นพื้นที่รับแรงเฉือน และไม่พิจารณาค่าสัมประสิทธิ์แก้ไขแรงเฉือนตามรูปทรงหน้าตัด ดังนั้น สำหรับหน้าตัดที่มีค่าสัมประสิทธิ์แก้ไขแรงเฉือนน้อยกว่า 1 การโก่งตัวจากการเสียรูปจากแรงเฉือนจะถูกประเมินต่ำกว่าความเป็นจริง
เอลิเมนต์คาน 641 สำหรับ DOF แบบผสมเป็นคาน Bernoulli-Euler และการระบุ FORM611 ไม่เปลี่ยนรูปแบบการคำนวณของเอลิเมนต์นี้
การใช้เอลิเมนต์โครงสร้างร่วมกับเอลิเมนต์ของแข็ง¶
แม้เรียกว่า “เอลิเมนต์คาน” หรือ “เอลิเมนต์เชลล์” เหมือนกัน แต่การจัดการองศาอิสระแตกต่างกันระหว่างการวิเคราะห์โครงสร้างกับความร้อน ดังนั้นกฎการใช้ร่วมกับเอลิเมนต์ของแข็งก็ไม่เหมือนกัน
กรณีการวิเคราะห์โครงสร้าง¶
ในการวิเคราะห์โครงสร้าง จำนวนองศาอิสระต่อโหนด ndof จะถูกกำหนดเป็นค่าเดียวตลอดการวิเคราะห์ เอลิเมนต์ของแข็งมี 3 DOF ต่อโหนด (การเลื่อน) ขณะที่เอลิเมนต์คานมาตรฐาน 611 และเอลิเมนต์เชลล์ 731/741/743 มี 6 DOF ต่อโหนด (การเลื่อน + การหมุน) ดังนั้น 611, 731, 741, 743 จึงไม่สามารถผสมโดยตรงกับเอลิเมนต์ของแข็งในระบบ DOF โหนดเดียวกันได้
เพื่อหลีกเลี่ยงข้อจำกัดนี้ มีรุ่นโหนด 3 DOF คือ 641, 761, 781 เอลิเมนต์เหล่านี้แยกโหนดที่มี DOF การเลื่อนและโหนดที่มี DOF การหมุน ทำให้สามารถแทน DOF การหมุนของคาน/เชลล์ได้ขณะคง ndof=3 ทั้งการวิเคราะห์ ความสัมพันธ์มีดังนี้
- เอลิเมนต์คานสำหรับ DOF แบบผสมที่สอดคล้องกับ 611 คือ 641
- เอลิเมนต์เชลล์สามเหลี่ยมสำหรับ DOF แบบผสมที่สอดคล้องกับ 731 คือ 761
- เอลิเมนต์เชลล์สี่เหลี่ยมสำหรับ DOF แบบผสมที่สอดคล้องกับ 741 คือ 781
ในเอลิเมนต์สำหรับ DOF แบบผสม DOF การหมุนจะถูกกำหนดให้กับ “โหนดที่มี DOF การหมุน” แยกต่างหาก ดังนั้นเมื่อกำหนดเงื่อนไขข้อจำกัดหรือแรงจุด ต้องป้อนเป็น DOF 1, 2, 3 สำหรับโหนดที่มี DOF การหมุน DOF 1, 2, 3 ของโหนดด้านการเลื่อนกับ DOF 1, 2, 3 ของโหนดด้านการหมุนถูกแยกกันด้วยหมายเลขโหนดที่ต่างกัน
ดังนั้น แนวทางพื้นฐานคือ หากโมเดลมีเฉพาะคาน/เชลล์ให้ใช้ 611/731/741/743 และหากใช้ร่วมกับเอลิเมนต์ของแข็งให้เลือก 641/761/781 อย่างไรก็ตาม 641/761/781 ไม่สามารถใช้ในการวิเคราะห์ที่พิจารณาการเสียรูปขนาดใหญ่ได้ (→ เอลิเมนต์โครงสร้างและเอลิเมนต์ระนาบในการวิเคราะห์ที่พิจารณาการเสียรูปขนาดใหญ่)
กรณีการวิเคราะห์ความร้อน¶
ในการวิเคราะห์ความร้อนจะตั้ง hecMAT%NDOF = 1 และองศาอิสระของโหนดทั้งหมดรวมเป็น 1 DOF คืออุณหภูมิ ดังนั้นจึงไม่มีปัญหาแบบการวิเคราะห์โครงสร้างที่ “หากไม่ใช้รุ่นโหนด 3 DOF จะผสมกันไม่ได้”
อย่างไรก็ตาม เอลิเมนต์โครงสร้างที่รองรับในการวิเคราะห์ความร้อนจำกัดอยู่ที่ 731 และ 741 ส่วน 611, 641 และ 301 ไม่รองรับการวิเคราะห์ความร้อน ดังนั้นในการเลือกเอลิเมนต์สำหรับการวิเคราะห์ความร้อน ควรอ้างอิงคอลัมน์ความร้อน ○ ในตารางข้างต้นแทนแนวคิดเรื่องการผสม DOF ในการวิเคราะห์โครงสร้าง
เอลิเมนต์โครงสร้างและเอลิเมนต์ระนาบในการวิเคราะห์ที่พิจารณาการเสียรูปขนาดใหญ่¶
ในการวิเคราะห์ที่พิจารณาการเสียรูปขนาดใหญ่ (ความไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิต) กล่าวคือ การวิเคราะห์สถิตหรือการวิเคราะห์พลวัตที่ระบุ NONLINEAR สำหรับ !SOLUTION (รวม TYPE=NLSTATIC และ TYPE=STATICEIGEN) เอลิเมนต์คาน เอลิเมนต์เชลล์ และเอลิเมนต์ระนาบบางชนิดไม่สามารถใช้ได้ หรือใช้ได้เฉพาะภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด หากโมเดลมีเอลิเมนต์ที่ไม่รองรับ การวิเคราะห์จะหยุดหลังเริ่มทำงานและแสดง Element type not supported for nonlinear static analysis
| ชนิดเอลิเมนต์ | การใช้งานในการวิเคราะห์ที่พิจารณาการเสียรูปขนาดใหญ่ |
|---|---|
| 741 | ในการวิเคราะห์สถิตไม่เชิงเส้น สามารถพิจารณาการหมุนขนาดจำกัดได้เมื่อวัสดุเป็นวัสดุยืดหยุ่น (!ELASTIC) โดยค่าเริ่มต้นใช้วิธี Total Lagrange; เมื่อระบุ CAUCHY ใน !ELASTIC จะเปลี่ยนเป็นวิธี Updated Lagrange วิธี Updated Lagrange ไม่รองรับวัสดุออร์โธทรอปิกหรือลามิเนตที่มีชั้นออร์โธทรอปิก ในการวิเคราะห์พลวัตไม่เชิงเส้นไม่รองรับการหมุนขนาดจำกัด และใช้เอลิเมนต์ได้เฉพาะเมื่อระบุ INFINITESIMAL สำหรับวัสดุ |
| 731, 743 | ใช้ได้เฉพาะเมื่อระบุ INFINITESIMAL สำหรับวัสดุ โดยจะถือเป็นเอลิเมนต์การเสียรูปขนาดเล็ก |
| 231, 232, 241, 242 | ใช้ได้เฉพาะเมื่อระบุ INFINITESIMAL สำหรับวัสดุ โดยจะถือเป็นเอลิเมนต์การเสียรูปขนาดเล็ก |
| 611, 641, 761, 781 | ใช้ไม่ได้ การวิเคราะห์จะหยุดแม้จะระบุ INFINITESIMAL สำหรับวัสดุ |
เอลิเมนต์เชลล์ชนิดเดียวที่พิจารณาการหมุนขนาดจำกัดได้คือ 741 สำหรับโครงสร้างผนังบางที่มีการหมุนมากในการวิเคราะห์ที่พิจารณาการเสียรูปขนาดใหญ่ ให้สร้างโมเดลด้วย 741 เอลิเมนต์คานและเอลิเมนต์สำหรับ DOF แบบผสมไม่สามารถใช้ในการวิเคราะห์ดังกล่าวได้ ดังนั้นชิ้นส่วนที่มีลักษณะเป็นคานต้องแทนด้วยเอลิเมนต์ของแข็ง INFINITESIMAL และ CAUCHY เป็นพารามิเตอร์ของคีย์เวิร์ดวัสดุ → ดูรายละเอียดที่ !ELASTIC
เอลิเมนต์คอนเนกเตอร์ (สปริง/แดมเปอร์)¶
เมื่อต้องการเชื่อมสองโหนดด้วยสปริงหรือแดมเปอร์แบบไม่ต่อเนื่อง ให้ใช้เอลิเมนต์คอนเนกเตอร์ 2 โหนด (ประเภทเอลิเมนต์ 511) เอลิเมนต์คอนเนกเตอร์ ให้เฉพาะความแข็งหรือการหน่วงระหว่างสองโหนดที่เชื่อมกัน และไม่มีรูปทรง หน้าตัด หรือมวล
คุณสมบัติที่เอลิเมนต์คอนเนกเตอร์ แทนได้มี 2 ชนิดสำหรับสปริงและ 2 ชนิดสำหรับแดมเปอร์ รวม 4 ชนิด คุณสมบัติที่ใช้กำหนดโดยวัสดุที่กำหนดให้เอลิเมนต์
- สปริงตามแนวแกน — สปริงทำงานตามแนวแกนที่เชื่อมสองโหนด ทิศของสปริงติดตามการเสียรูปของโมเดล ป้อนด้วย
!SPRING_A - สปริงระบุ DOF — สปริงที่เชื่อม DOF ที่ระบุของโหนดหนึ่งกับ DOF ที่ระบุของอีกโหนด ทิศกำหนดด้วยหมายเลข DOF และไม่ติดตามการเสียรูป สามารถกำหนดค่าคงที่สปริงต่างกันตามทิศได้ ป้อนด้วย
!SPRING_D - แดมเปอร์ตามแนวแกน — การหน่วงที่ทำงานตามแนวแกน ป้อนด้วย
!DASHPOT_A - แดมเปอร์ระบุ DOF — การหน่วงที่เชื่อม DOF ที่ระบุ ป้อนด้วย
!DASHPOT_D
สปริงมีส่วนต่อเมทริกซ์ความแข็ง ส่วนแดมเปอร์มีส่วนต่อเมทริกซ์การหน่วง ดังนั้นสปริงจึงมีผลในการวิเคราะห์สถิต พลวัต และโหมด แต่แดมเปอร์มีผลเฉพาะการวิเคราะห์พลวัตด้วยวิธีโดยนัยที่ประกอบเมทริกซ์การหน่วง และไม่มีผลในการวิเคราะห์สถิต
หากต้องการวางสปริงระหว่างโหนดกับพื้นแทนระหว่างสองโหนด ให้ใช้เงื่อนไขขอบเขตสปริง (!SPRING) แทนเอลิเมนต์คอนเนกเตอร์ ซึ่งเป็นเงื่อนไขขอบเขตที่รองรับ DOF ของโหนดแบบยืดหยุ่นโดยไม่ต้องกำหนดเอลิเมนต์
เอลิเมนต์คอนเนกเตอร์ กำหนดเป็นเอลิเมนต์ประเภท 511 ในข้อมูลเมช และกำหนด section ประเภท INTERFACE ให้กับกลุ่มเอลิเมนต์นั้น ค่าคงที่สปริงและสัมประสิทธิ์การหน่วงกำหนดเป็นวัสดุในข้อมูลควบคุมการวิเคราะห์ → รายละเอียดดู !SPRING_A
นิยามคอนเน็กทิวิตีและหมายเลขผิว¶
รูปและตารางต่อไปนี้แสดงความสัมพันธ์ระหว่างลำดับโหนดที่ป้อนในรูปแบบ HEC-MW กับหมายเลขผิว หากต้องการทราบความสัมพันธ์ระหว่างหมายเลขโหนดกลางของเอลิเมนต์อันดับสองกับลำดับที่ฟังก์ชันรูปร่างภายใน FrontISTR กำหนดไว้ โปรดดู “ไลบรารีเอลิเมนต์” ในคู่มือทฤษฎี
เอลิเมนต์เส้น¶
เอลิเมนต์ระนาบสามเหลี่ยม¶
| หมายเลขผิว | อันดับหนึ่ง | อันดับสอง |
|---|---|---|
| 1 | 1 - 2 | 1 - 6 - 2 |
| 2 | 2 - 3 | 2 - 4 - 3 |
| 3 | 3 - 1 | 3 - 5 - 1 |
เอลิเมนต์ระนาบสี่เหลี่ยม¶
| หมายเลขผิว | อันดับหนึ่ง | อันดับสอง |
|---|---|---|
| 1 | 1 - 2 | 1 - 5 - 2 |
| 2 | 2 - 3 | 2 - 6 - 3 |
| 3 | 3 - 4 | 3 - 7 - 4 |
| 4 | 4 - 1 | 4 - 8 - 1 |
เอลิเมนต์ทรงสี่หน้า¶
| หมายเลขผิว | อันดับหนึ่ง | อันดับสอง |
|---|---|---|
| 1 | 1 - 2 - 3 | 1 - 7 - 2 - 5 - 3 - 6 |
| 2 | 1 - 2 - 4 | 1 - 7 - 2 - 9 - 4 - 8 |
| 3 | 2 - 3 - 4 | 2 - 5 - 3 - 10 - 4 - 9 |
| 4 | 3 - 1 - 4 | 3 - 6 - 1 - 10 - 4 - 8 |
เอลิเมนต์ทรงห้าหน้า¶
| หมายเลขผิว | อันดับหนึ่ง | อันดับสอง |
|---|---|---|
| 1 | 1 - 2 - 3 | 1 - 9 - 2 - 7 - 3 - 8 |
| 2 | 4 - 5 - 6 | 4 - 12 - 5 - 10 - 6 - 11 |
| 3 | 1 - 2 - 5 - 4 | 1 - 9 - 2 - 14 - 5 - 12 - 4 - 13 |
| 4 | 2 - 3 - 6 - 5 | 2 - 7 - 3 - 15 - 6 - 10 - 5 - 14 |
| 5 | 3 - 1 - 4 - 6 | 3 - 8 - 1 - 13 - 4 - 11 - 6 - 15 |
เอลิเมนต์ทรงหกหน้า¶
| หมายเลขผิว | อันดับหนึ่ง | อันดับสอง |
|---|---|---|
| 1 | 1 - 2 - 3 - 4 | 1 - 9 - 2 - 10 - 3 - 11 - 4 - 12 |
| 2 | 5 - 6 - 7 - 8 | 5 - 13 - 6 - 14 - 7 - 15 - 8 - 16 |
| 3 | 1 - 2 - 6 - 5 | 1 - 9 - 2 - 18 - 6 - 13 - 5 - 17 |
| 4 | 2 - 3 - 7 - 6 | 2 - 10 - 3 - 19 - 7 - 14 - 6 - 18 |
| 5 | 3 - 4 - 8 - 7 | 3 - 11 - 4 - 20 - 8 - 15 - 7 - 19 |
| 6 | 4 - 1 - 5 - 8 | 4 - 12 - 1 - 17 - 5 - 16 - 8 - 20 |
เอลิเมนต์คาน¶
เอลิเมนต์คานที่ใช้โหนด 3 DOF¶
โหนด 1, 2 มี DOF การเลื่อน และโหนด 3, 4 มี DOF การหมุน
เอลิเมนต์เชลล์สามเหลี่ยม¶
| หมายเลขผิว | อันดับหนึ่ง | อันดับสอง |
|---|---|---|
| 1 | 1 - 2 - 3 [ด้านหน้า] | 1 - 6 - 2 - 4 - 3 - 5 [ด้านหน้า] |
| 2 | 3 - 2 - 1 [ด้านหลัง] | 3 - 4 - 2 - 6 - 1 - 5 [ด้านหลัง] |
เอลิเมนต์เชลล์สามเหลี่ยมที่ใช้โหนด 3 DOF¶
โหนด 1, 2, 3 มี DOF การเลื่อน และโหนด 4, 5, 6 มี DOF การหมุน
| หมายเลขผิว | อันดับหนึ่ง |
|---|---|
| 1 | 1 - 2 - 3 [ด้านหน้า] |
| 2 | 3 - 2 - 1 [ด้านหลัง] |
เอลิเมนต์เชลล์สี่เหลี่ยม¶
| หมายเลขผิว | อันดับหนึ่ง | อันดับสอง |
|---|---|---|
| 1 | 1 - 2 - 3 - 4 [ด้านหน้า] | 1 - 5 - 2 - 6 - 3 - 7 - 4 - 8 [ด้านหน้า] |
| 2 | 4 - 3 - 2 - 1 [ด้านหลัง] | 4 - 7 - 3 - 6 - 2 - 5 - 1 - 8 [ด้านหลัง] |
เอลิเมนต์เชลล์สี่เหลี่ยมที่ใช้โหนด 3 DOF¶
โหนด 1, 2, 3, 4 มี DOF การเลื่อน และโหนด 5, 6, 7, 8 มี DOF การหมุน
| หมายเลขผิว | อันดับหนึ่ง |
|---|---|
| 1 | 1 - 2 - 3 - 4 [ด้านหน้า] |
| 2 | 4 - 3 - 2 - 1 [ด้านหลัง] |
หัวข้อที่เกี่ยวข้อง¶
- ระบบหมายเลขเอลิเมนต์และไลบรารีฟังก์ชันรูปร่าง (การเขียนโค้ด) — อธิบายข้อกำหนดหมายเลขชนิดเอลิเมนต์ ไลบรารีฟังก์ชันรูปร่าง และลำดับโหนดกลาง
- ข้อมูลวัสดุ — แบบจำลองวัสดุที่กำหนดให้เอลิเมนต์
!ELEMENT— รูปแบบคีย์เวิร์ดสำหรับนิยามเอลิเมนต์!SECTION(ข้อมูลเมช) — การระบุชนิดเอลิเมนต์ วัสดุ ความหนา/หน้าตัด!SECTION(ข้อมูลควบคุมการวิเคราะห์) — การสลับ รูปแบบการคำนวณ ด้วยFORM341,FORM361และFORM611