ข้ามไปที่เนื้อหา

เงื่อนไขขอบเขตและแรงกระทำ

ใน FrontISTR เงื่อนไขขอบเขตและแรงกระทำสำหรับการวิเคราะห์โครงสร้าง การวิเคราะห์การนำความร้อน และการวิเคราะห์พลวัต จะกำหนดด้วยคีย์เวิร์ด สำหรับการวิเคราะห์โครงสร้างแบบสถิต เงื่อนไขขอบเขตและแรงกระทำที่กำหนดจะถูกรวมตาม ID กลุ่ม และเปิดใช้งานในแต่ละสเต็ปผ่านบรรทัด BOUNDARY หรือ LOAD ของ !STEP ในการวิเคราะห์พลวัต !BOUNDARY, !CLOAD, !VELOCITY, !ACCELERATION และ !SPRING สำหรับวิธีโดยนัยก็สามารถเปิดใช้งานเป็นกลุ่มจาก !STEP ได้เช่นกัน เงื่อนไขที่เปลี่ยนตามเวลาจะกำหนดตัวคูณด้วย !AMPLITUDE และความสัมพันธ์เชิงเส้นระหว่างหลายองศาอิสระจะกำหนดด้วย !EQUATION

ภาพรวมฟังก์ชัน

เงื่อนไขขอบเขตและแรงกระทำสามารถจำแนกตามประเภทการวิเคราะห์ได้ดังนี้

ประเภทการวิเคราะห์ คีย์เวิร์ดหลัก การใช้งาน
การวิเคราะห์โครงสร้าง !BOUNDARY กำหนดการยึดตรึง การกระจัดที่กำหนด และการหมุนที่กำหนดรอบศูนย์กลางการหมุน
การวิเคราะห์โครงสร้าง !CLOAD กำหนดแรงรวมศูนย์ที่โหนด โมเมนต์ต่อองศาอิสระการหมุน และทอร์กรอบศูนย์กลางการหมุน
การวิเคราะห์โครงสร้าง !DLOAD กำหนดความดันบนผิว แรงกระทำบนผิว แรงปริมาตร แรงโน้มถ่วง และแรงหนีศูนย์กลาง
การวิเคราะห์โครงสร้าง !SPRING กำหนดการรองรับด้วยสปริงให้กับองศาอิสระของโหนด
การวิเคราะห์โครงสร้าง !TEMPERATURE ระบุอุณหภูมิที่โหนดซึ่งใช้ในการวิเคราะห์ความเค้นเนื่องจากความร้อนโดยตรง หรืออ่านจากไฟล์ผลลัพธ์
การวิเคราะห์พลวัต !VELOCITY，!ACCELERATION กำหนดความเร็วต้นและความเร่งต้น หรือค่าความเร็วและความเร่งที่กำหนดซึ่งเปลี่ยนตามเวลา
การวิเคราะห์การนำความร้อน !FIXTEMP，!CFLUX，!DFLUX，!SFLUX，!FILM，!SFILM，!RADIATE，!SRADIATE กำหนดอุณหภูมิคงที่ ฟลักซ์ความร้อน การพาความร้อน และการแผ่รังสี
ใช้ร่วมกัน !AMPLITUDE ระบุตัวคูณการเปลี่ยนแปลงตามเวลาของเงื่อนไขขอบเขตและแรงกระทำในรูปตาราง
การกำหนดเมช !EQUATION กำหนดสมการข้อจำกัดหลายจุด

ในการวิเคราะห์โครงสร้าง โดยทั่วไปหมายเลของศาอิสระ 1, 2, 3 ใช้สำหรับองศาอิสระการเลื่อนตำแหน่ง และ 4, 5, 6 ใช้สำหรับองศาอิสระการหมุน องศาอิสระการหมุนมีความหมายในแบบจำลองที่มี 6 องศาอิสระ เช่น เอลิเมนต์เปลือกและเอลิเมนต์คาน สำหรับแบบจำลองที่ประกอบด้วยเอลิเมนต์ของแข็งสองมิติหรือสามมิติเท่านั้น ให้ระบุเงื่อนไขและแรงกระทำภายในช่วงองศาอิสระที่โหนดเป้าหมายมีอยู่

ข้อจำกัดการกระจัดในการวิเคราะห์โครงสร้าง

ข้อจำกัดการกระจัดที่กำหนดด้วย !BOUNDARY โดยระบุช่วงองศาอิสระและค่าที่โหนดหรือกลุ่มโหนด หากค่าเป็น 0 จะเป็นการยึดตรึง และหากเป็นค่าที่ไม่ใช่ 0 จะเป็นการกระจัดหรือการหมุนที่กำหนด

ในการวิเคราะห์โครงสร้าง !BOUNDARY รับช่วงองศาอิสระตั้งแต่ 1 ถึง 6 โดย 1 ถึง 3 สอดคล้องกับการกระจัดเชิงเลื่อน และ 4 ถึง 6 สอดคล้องกับข้อจำกัดการหมุนของโหนดที่มีองศาอิสระการหมุน เนื่องจากสามารถระบุช่วงองศาอิสระพร้อมกันได้ ตัวอย่างเช่น สามารถยึด 1 ถึง 3 พร้อมกันเพื่อจำกัดการเลื่อนตำแหน่ง

เมื่อระบุพารามิเตอร์ AMP ค่าที่กำหนดจะเปลี่ยนตามเวลาด้วยฟังก์ชันแอมพลิจูด ในการระบุแบบปกติ การกระจัดที่กำหนดจะถูกให้เป็นส่วนเพิ่มตามตัวประกอบแรงภายในสเต็ปหรือการเปลี่ยนแปลงของฟังก์ชันแอมพลิจูด เมื่อระบุ TOTAL=YES ค่าที่ระบุจะถือเป็นค่าเป้าหมายของการกระจัดรวม

เมื่อระบุ ROT_CENTER สามารถกำหนดข้อจำกัดการหมุนโดยอ้างอิงกลุ่มโหนดศูนย์กลางได้ ในกรณีนี้ การกระจัดเชิงเลื่อนของกลุ่มโหนดเป้าหมายจะคำนวณจากปริมาณการหมุนแล้วนำไปเป็นข้อจำกัด ไม่รองรับการใช้ ROT_CENTER ร่วมกับ TOTAL=YES ดังนั้นข้อจำกัดการหมุนรอบศูนย์กลางการหมุนจึงใช้ในรูปแบบส่วนเพิ่ม

แรงรวมศูนย์ในการวิเคราะห์โครงสร้าง

แรงรวมศูนย์ที่โหนดกำหนดด้วย !CLOAD เมื่อระบุโหนดหรือกลุ่มโหนด หมายเลของศาอิสระ และค่าแรง ค่านั้นจะถูกรวมเป็นแรงทางด้านขวาของสมการสำหรับองศาอิสระดังกล่าว

ค่าที่ระบุสำหรับองศาอิสระการเลื่อนตำแหน่ง 1 ถึง 3 จะถือเป็นแรงที่โหนดตามทิศพิกัด ในแบบจำลองที่มีองศาอิสระการหมุน การระบุค่าใน 4 ถึง 6 สามารถให้โมเมนต์ต่อองศาอิสระการหมุนได้ เมื่อระบุพารามิเตอร์ AMP ค่าแรงรวมศูนย์จะถูกคูณด้วยค่าของฟังก์ชันแอมพลิจูด

เมื่อระบุ ROT_CENTER แรงจะถูกให้เป็นทอร์กรอบกลุ่มโหนดศูนย์กลาง ในกรณีนี้ เวกเตอร์ทอร์กที่ระบุจะถูกกระจายเป็นแรงที่โหนดตามเวกเตอร์ตำแหน่งจากศูนย์กลางไปยังโหนดเป้าหมาย เนื่องจากไม่สามารถกระจายทอร์กได้เมื่อศูนย์กลางกับโหนดเป้าหมายอยู่ตำแหน่งเดียวกัน จึงต้องตรวจสอบความสัมพันธ์ทางเรขาคณิตระหว่างศูนย์กลางการหมุนกับจุดที่รับแรง

ต้องระมัดระวังเมื่อกำหนด !CLOAD ให้กับกลุ่มโหนดในแบบจำลองที่ใช้ !MESH ร่วมกับ REFINE (การทำเมชให้ละเอียดขึ้น, Refiner) เมื่อทำให้เมชละเอียดขึ้น จะมีการสร้างโหนดกึ่งกลางใหม่บนขอบที่อยู่ในกลุ่มโหนดเดิม และโหนดกึ่งกลางเหล่านี้จะถูกเพิ่มเข้าในกลุ่มโหนดเดียวกันด้วย เนื่องจาก !CLOAD กำหนดค่าแรงรวมศูนย์เดียวกันให้กับทุกโหนดในกลุ่ม แรงรวมศูนย์จึงถูกใส่ให้กับโหนดกึ่งกลางที่เพิ่มขึ้นด้วย ส่งผลให้แรงรวมแตกต่างจากค่าที่ตั้งใจไว้ก่อนทำเมชให้ละเอียดขึ้น เมื่อกำหนดแรงรวมศูนย์ด้วยกลุ่มโหนด ควรคำนึงว่าจุดรับแรงจะเพิ่มขึ้นจากการทำเมชให้ละเอียด หรือควรระบุโหนดแต่ละโหนดโดยตรง

แรงกระจายและแรงปริมาตรในการวิเคราะห์โครงสร้าง

แรงกระจายและแรงปริมาตรกำหนดด้วย !DLOAD !DLOAD ใช้ระบุประเภทแรงและพารามิเตอร์ให้กับกลุ่มเอลิเมนต์หรือกลุ่มผิว การเปลี่ยนแปลงตามเวลาระบุด้วยพารามิเตอร์ AMP

ประเภทแรงหลักมีดังนี้

ประเภทแรง เนื้อหา
P0，PP，P1〜P6 กำหนดความดันที่กระทำบนหน้าของเอลิเมนต์ ความสัมพันธ์ระหว่างหมายเลขหน้ากับหน้าของเอลิเมนต์ขึ้นอยู่กับประเภทเอลิเมนต์
PX，PY，PZ ระบุความดันโดยกำหนดทิศพิกัดอย่างชัดเจน และจะแปลงเป็นเวกเตอร์ทิศทางขณะประมวลผลข้อมูลนำเข้า
S... กำหนดแรงบนผิวให้กับกลุ่มผิว หมายเลขหน้าจะได้จากนิยามของกลุ่มผิว
BX，BY，BZ กำหนดแรงปริมาตรตามทิศพิกัด
GRAV กำหนดเวกเตอร์ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง แล้วรวมกับความหนาแน่นของวัสดุเพื่อประกอบเป็นแรงปริมาตร
CENT กำหนดแรงหนีศูนย์กลางจากแกนหมุนและความเร็วเชิงมุม

เมื่อระบุ FOLLOW=YES ความดันบนผิวจะติดตามทิศทางของผิวหลังการเสียรูป ข้อกำหนดนี้มีความหมายในการวิเคราะห์โครงสร้างที่พิจารณาการเสียรูปขนาดจำกัด ในการวิเคราะห์ที่ปิดใช้งานเรขาคณิตไม่เชิงเส้น ความดันที่ติดตามผิวจะถูกปิดใช้งานในการทำงานของโปรแกรม

เช่นเดียวกับ P1 ถึง P6 และ S1 ถึง S6 ในการวิเคราะห์ความร้อน ความหมายของหมายเลขหน้าจะแตกต่างกันตามประเภทเอลิเมนต์ โปรดดูเอกสารอ้างอิงคีย์เวิร์ดสำหรับความสัมพันธ์ของหมายเลขหน้าและลำดับฟิลด์ข้อมูลโดยละเอียด

การรองรับด้วยสปริงในการวิเคราะห์โครงสร้าง

การรองรับด้วยสปริงกำหนดด้วย !SPRING เมื่อระบุโหนดหรือกลุ่มโหนด หมายเลของศาอิสระ และค่าคงที่สปริง ความแข็งสปริงจะถูกเพิ่มเข้ากับค่าความแข็งบนแนวทแยงขององศาอิสระเป้าหมาย และแรงปฏิกิริยาของสปริงจะถูกรวมทางด้านขวาเป็นแรงภายใน

เมื่อกำหนดให้กับองศาอิสระ 1 ถึง 3 จะถือเป็นสปริงเชิงเลื่อน ในแบบจำลองที่มีองศาอิสระการหมุน การระบุ 4 ถึง 6 สามารถใช้เป็นสปริงเชิงหมุนได้ ควรตรวจสอบโครงสร้างองศาอิสระเพื่อไม่ให้กำหนดสปริงกับองศาอิสระที่แบบจำลองเป้าหมายไม่มี

เกณฑ์อ้างอิงของการกระจัดที่สปริงต้านจะเลือกด้วยพารามิเตอร์ INCREMENTAL ในค่าเริ่มต้น INCREMENTAL=NO จะรวมแรงปฏิกิริยาสปริงที่แปรผันตามการกระจัดสะสมตั้งแต่เริ่มการวิเคราะห์ กล่าวคือ แรงภายในเท่ากับผลคูณของค่าคงที่สปริงกับการกระจัดสะสม เมื่อใช้ INCREMENTAL=YES ตำแหน่งอ้างอิงของสปริงจะถูกตั้งใหม่ในแต่ละอินครีเมนต์ให้เป็นสถานะที่ลู่เข้าของอินครีเมนต์ก่อนหน้า และจะรวมแรงปฏิกิริยาสปริงที่แปรผันเฉพาะกับการกระจัดส่วนเพิ่มภายในอินครีเมนต์นั้น กล่าวคือ แรงภายในเท่ากับผลคูณของค่าคงที่สปริงกับการกระจัดส่วนเพิ่มภายในอินครีเมนต์นั้น และการกระจัดที่สะสมข้ามอินครีเมนต์จะไม่ส่งผลต่อแรงปฏิกิริยาสปริง

การเปลี่ยนแปลงค่าคงที่สปริงตามเวลากำหนดด้วยพารามิเตอร์ AMP เมื่อระบุชื่อฟังก์ชันแอมพลิจูด ค่าคงที่สปริงจะถูกคูณด้วยค่าของฟังก์ชันแอมพลิจูด ค่าฟังก์ชันแอมพลิจูดจะประเมินที่เวลาสิ้นสุดของอินครีเมนต์ปัจจุบัน จึงสามารถแทนการรองรับที่เข้าจับหรือปลดออกระหว่างสเต็ปได้ หากไม่ระบุ AMP ค่าคงที่สปริงจะไม่เปลี่ยนตามเวลาด้วยฟังก์ชันแอมพลิจูด

ทั้ง INCREMENTAL และ AMP ใช้ได้ทั้งในการวิเคราะห์สถิตและการวิเคราะห์พลวัตแบบวิธีโดยนัย หากต้องการเปิดหรือปิดการรองรับด้วยสปริงเป็นรายสเต็ป ให้ใช้ ID กลุ่มร่วมกับการระบุ LOAD ของ !STEP

แรงอุณหภูมิในการวิเคราะห์โครงสร้าง

เมื่อให้แรงจากความเครียดเนื่องจากความร้อนในการวิเคราะห์โครงสร้าง ให้ใช้ !TEMPERATURE เมื่อระบุอุณหภูมิสำหรับโหนดหรือกลุ่มโหนด จะประกอบแรงสมมูลที่โหนดสำหรับการวิเคราะห์ความเค้นเนื่องจากความร้อนโดยอาศัยผลต่างจากอุณหภูมิอ้างอิงหรืออุณหภูมิก่อนหน้า สัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนกำหนดในนิยามวัสดุ และอุณหภูมิอ้างอิงกำหนดด้วย !REFTEMP

อุณหภูมิสามารถระบุโดยตรงในไฟล์ควบคุม หรืออ่านจากไฟล์ผลลัพธ์ของการวิเคราะห์การนำความร้อน เป็นต้น เมื่อระบุ READRESULT จะไม่อ่านอุณหภูมิที่โหนดจากบรรทัดข้อมูล แต่จะอ่านข้อมูลผลลัพธ์ที่ระบุด้วย SSTEP, INTERVAL, READTYPE และพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้อง เมื่อใช้ไฟล์ผลลัพธ์ เวลาที่บันทึกหรือหมายเลขสเต็ปของไฟล์ผลลัพธ์ต้องสอดคล้องกับข้อกำหนดด้านการวิเคราะห์โครงสร้าง

เนื่องจาก !TEMPERATURE ไม่มีพารามิเตอร์ AMP จึงไม่อยู่ภายใต้การควบคุมตัวคูณด้วยฟังก์ชันแอมพลิจูด หากต้องการเปลี่ยนประวัติอุณหภูมิ ให้ควบคุมด้วยข้อมูลอุณหภูมิเอง ผลการวิเคราะห์ความร้อนที่จะอ่าน หรือการแบ่งสเต็ป

เงื่อนไขเริ่มต้นและค่าที่กำหนดในการวิเคราะห์พลวัต (ความเร็วและความเร่ง)

ในการวิเคราะห์พลวัต !VELOCITY และ !ACCELERATION สามารถกำหนดเงื่อนไขเริ่มต้นหรือค่าที่กำหนดของความเร็วหรือความเร่งได้ ทั้งสองกรณีระบุโหนดหรือกลุ่มโหนด ช่วงองศาอิสระ และค่า ช่วงองศาอิสระคือ 1 ถึง 6; ในแบบจำลองที่มีองศาอิสระการหมุน 4 ถึง 6 สอดคล้องกับความเร็วเชิงมุมหรือความเร่งเชิงมุม

TYPE=INITIAL ใช้กำหนดความเร็วต้นหรือความเร่งต้นที่เริ่มการวิเคราะห์ เมื่อให้ความเร็วต้น ความเร่งต้นจะคำนวณให้สอดคล้องกับสมการการเคลื่อนที่ และเมื่อให้ความเร่งต้น มีเส้นทางการคำนวณที่หาความเร็วต้น

TYPE=TRANSIT ใช้กำหนดความเร็วหรือความเร่งที่กำหนดซึ่งเปลี่ยนตามเวลา หากละเว้น TYPE จะถือเป็น TRANSIT เมื่อระบุ AMP ฟังก์ชันแอมพลิจูดจะถูกอินเตอร์โพเลตตามเวลาของการวิเคราะห์พลวัตและใช้เป็นตัวคูณกับค่าที่กำหนด

ข้อจำกัดหลายจุด

เมื่อต้องการกำหนดความสัมพันธ์เชิงเส้นระหว่างองศาอิสระของหลายโหนด ให้ใช้ฟังก์ชันข้อจำกัดหลายจุด คีย์เวิร์ดที่เกี่ยวข้องคือ !EQUATION ซึ่งสามารถกำหนดความสัมพันธ์ เช่น การเชื่อมแบบวัตถุแข็ง ขอบเขตคาบ และความสัมพันธ์การกระจัดระหว่างโหนด ซึ่งยากที่จะแทนด้วยการยึดตรึงของโหนดเดียวและองศาอิสระเดียว

สำหรับแนวทางการเลือกใช้ข้อจำกัดหลายจุด วิธีประมวลผลทางฝั่งตัวแก้สมการเชิงเส้น และความสัมพันธ์กับฟังก์ชันการเชื่อมองศาอิสระอื่น ๆ เช่น การสัมผัส TIED โปรดดู ข้อจำกัดหลายจุด

เงื่อนไขขอบเขตในการวิเคราะห์การนำความร้อน

ในการวิเคราะห์การนำความร้อน จะกำหนดอุณหภูมิคงที่ ฟลักซ์ความร้อน การพาความร้อน และการแผ่รังสีเป็นเงื่อนไขขอบเขต การควบคุมเวลาของการวิเคราะห์ความร้อนกำหนดด้วย !HEAT แยกจาก !STEP ของการวิเคราะห์โครงสร้าง

คีย์เวิร์ด เป้าหมาย เนื้อหา การกำหนดแอมพลิจูด
!FIXTEMP โหนดหรือกลุ่มโหนด กำหนดอุณหภูมิให้คงที่ AMP
!CFLUX โหนดหรือกลุ่มโหนด กำหนดฟลักซ์ความร้อนรวมศูนย์ที่โหนด AMP
!DFLUX เอลิเมนต์หรือกลุ่มเอลิเมนต์ กำหนดฟลักซ์ความร้อนแบบกระจายต่อปริมาตรเอลิเมนต์หรือหน้าเอลิเมนต์ AMP
!SFLUX กลุ่มผิว กำหนดฟลักซ์ความร้อนให้กับกลุ่มผิว AMP
!FILM เอลิเมนต์หรือกลุ่มเอลิเมนต์ กำหนดเงื่อนไขขอบเขตการพาความร้อนที่หน้าเอลิเมนต์ AMP1，AMP2
!SFILM กลุ่มผิว กำหนดเงื่อนไขขอบเขตการพาความร้อนให้กับกลุ่มผิว AMP1，AMP2
!RADIATE เอลิเมนต์หรือกลุ่มเอลิเมนต์ กำหนดเงื่อนไขขอบเขตการแผ่รังสีที่หน้าเอลิเมนต์ AMP1，AMP2
!SRADIATE กลุ่มผิว กำหนดเงื่อนไขขอบเขตการแผ่รังสีให้กับกลุ่มผิว AMP1，AMP2

สำหรับ !DFLUX ค่า BF หมายถึงการเกิดความร้อนเชิงปริมาตร ส่วน S0 ถึง S6 หมายถึงฟลักซ์ความร้อนบนหน้าเอลิเมนต์ สำหรับ !FILM ระบุหน้าเอลิเมนต์ด้วย F0 ถึง F6 และสำหรับ !RADIATE ใช้ R0 ถึง R6 เนื่องจากความสัมพันธ์ระหว่างหมายเลขหน้ากับหน้าเอลิเมนต์จริงขึ้นอยู่กับประเภทเอลิเมนต์ โปรดดูรายละเอียดในเอกสารอ้างอิงของแต่ละคีย์เวิร์ด

เงื่อนไขขอบเขตการพาความร้อนกำหนดสัมประสิทธิ์การพาความร้อนและอุณหภูมิภายนอก เงื่อนไขขอบเขตการแผ่รังสีกำหนดสัมประสิทธิ์ที่เทียบเท่าสภาพแผ่รังสีและอุณหภูมิแวดล้อม AMP1 สอดคล้องกับฝั่งสัมประสิทธิ์ และ AMP2 สอดคล้องกับฝั่งอุณหภูมิภายนอกหรืออุณหภูมิแวดล้อม จึงสามารถให้การเปลี่ยนแปลงตามเวลาแก่ทั้งสองค่าได้อย่างอิสระ

ฟังก์ชันแอมพลิจูด

ฟังก์ชันแอมพลิจูดใช้กำหนดการเปลี่ยนแปลงตามเวลาของเงื่อนไขขอบเขตหรือแรงกระทำด้วยตารางเวลาและค่า ในข้อมูลนำเข้า จะกำหนดตารางเวลาที่มีชื่อด้วย !AMPLITUDE และอ้างอิงจากพารามิเตอร์ AMP, AMP1 หรือ AMP2 ของคีย์เวิร์ดเป้าหมาย

คีย์เวิร์ดหลักที่รองรับมีดังนี้

!AMPLITUDE อ่านในรูปแบบตาราง (DEFINITION=TABULAR) และชนิดเวลาถือเป็นเวลาของสเต็ป (TIME=STEP) ค่าสามารถกำหนดเป็นค่าสัมพัทธ์หรือค่าสัมบูรณ์ได้ แต่โดยทั่วไปในคีย์เวิร์ดแต่ละตัวจะใช้เป็นตัวประกอบที่คูณกับค่าฐาน

!TEMPERATURE ไม่อยู่ภายใต้ฟังก์ชันแอมพลิจูด

หัวข้อที่เกี่ยวข้อง