การควบคุมสเต็ป¶

การวิเคราะห์โครงสร้างของ FrontISTR ดำเนินไปโดยสลับเงื่อนไขขอบเขต โหลด การสัมผัส และการเปิดใช้งานเอลิเมนต์เป็นรายสเต็ป หน้านี้อธิบายช่วงเวลาของแต่ละสเต็ป ซับสเต็ป การตัดสินการลู่เข้า และการเลือกใช้ช่วงเพิ่มคงที่กับช่วงเพิ่มอัตโนมัติ/cutback

คำศัพท์เกี่ยวกับเวลาในการวิเคราะห์¶

หน้านี้แยกคำศัพท์เกี่ยวกับเวลาในการวิเคราะห์ดังต่อไปนี้

• เวลาปัจจุบัน: เวลาที่ผ่านไปรวมตั้งแต่เริ่มการวิเคราะห์
• เวลาของสเต็ป: เวลาที่ผ่านไปตั้งแต่เริ่มสเต็ปปัจจุบัน
• ช่วงเวลา: เวลาการวิเคราะห์ที่ดำเนินไปภายในหนึ่งสเต็ป
• เวลาสัมพัทธ์: ค่าเวลาของสเต็ปหารด้วยช่วงเวลา โดยกำหนดเริ่มสเต็ปเป็น 0 และสิ้นสุดสเต็ปเป็น 1
• ช่วงเพิ่มเวลา: ช่วงจากเวลาปัจจุบันถึงเวลาถัดไปที่ต้องหาสมดุล

ภาพรวมฟังก์ชัน¶

การควบคุมสเต็ปประกอบด้วยมุมมองต่อไปนี้

ในการวิเคราะห์สถิตสามารถเลือกช่วงเพิ่มคงที่หรือช่วงเพิ่มอัตโนมัติ/cutback ได้ การวิเคราะห์พลวัตก็สามารถสลับเงื่อนไขด้วย !STEP หลายสเต็ป และแนะนำให้ระบุช่วงเพิ่มเวลาคงที่กับช่วงเวลาของสเต็ปด้วย !STEP ด้วย n_step และ t_delta ของ !DYNAMIC ใช้เป็นค่าเริ่มต้นเมื่อไม่ระบุ !STEP หรือเพื่อความเข้ากันได้ย้อนหลัง วิธีโดยนัยไม่เชิงเส้นสามารถใช้ช่วงเพิ่มอัตโนมัติ/cutback ได้ ส่วนการควบคุมเวลาในการวิเคราะห์การนำความร้อนใช้การระบุช่วงเวลาใน !HEAT ไม่ใช่ !STEP

เงื่อนไขที่เปิดใช้งานในสเต็ประบุด้วย ID กลุ่ม เนื่องจากสามารถสลับเงื่อนไขขอบเขต โหลด การสัมผัส และการเปิดใช้งานเอลิเมนต์เป็นรายสเต็ป จึงสามารถแสดงการวิเคราะห์ที่มีการโหลดเป็นขั้น การสลับเงื่อนไขสัมผัส และลำดับการก่อสร้างได้ในไฟล์ควบคุมการวิเคราะห์เดียว สำหรับการเลือกโหมดเปิด/ปิดใช้งานเอลิเมนต์ โปรดดู การเปิดใช้งานและปิดใช้งานเอลิเมนต์

การเลือกสเต็ป¶

เลือกวิธีช่วงเพิ่มจากระดับความไม่เชิงเส้นของการวิเคราะห์และข้อกำหนดเวลาเอาต์พุต

• สำหรับการวิเคราะห์เชิงเส้นหรือการวิเคราะห์ที่จบในหนึ่งสเต็ป มักไม่จำเป็นต้องปรับการควบคุมช่วงเพิ่มอย่างละเอียด
• ในการวิเคราะห์สถิตไม่เชิงเส้นที่โหลดและการตอบสนองเปลี่ยนแปลงอย่างราบรื่น ช่วงเพิ่มคงที่มักเพียงพอ หากลู่เข้ายากให้ลดช่วงเพิ่มเวลา
• สำหรับการวิเคราะห์ที่มีการเริ่ม/หลุดสัมผัส การพัฒนาการคราก การเสียรูปใหญ่ หรือการเปลี่ยนแปลงฉับพลันของความไม่เชิงเส้นวัสดุ ควรพิจารณาช่วงเพิ่มอัตโนมัติ/cutback เป็นอันดับแรก ซึ่งสามารถเพิ่มช่วงในบริเวณที่ลู่เข้าง่ายและลดช่วงในบริเวณที่ลู่เข้ายาก
• หากใช้ช่วงเพิ่มอัตโนมัติและต้องการผล ณ เวลาที่กำหนด ให้ใช้รายการเวลาเอาต์พุตร่วมด้วย

ปรับค่าตัดสินการลู่เข้าโดยสมดุลระหว่างเสถียรภาพของการวิเคราะห์กับเวลาในการคำนวณ การกำหนดเกณฑ์เข้มงวดขึ้นเพิ่มความแม่นยำของสมดุลผลลัพธ์ แต่เพิ่มจำนวนรอบ สำหรับการวิเคราะห์ที่มีการสัมผัสหรือตัวคูณ Lagrange นอกจากการตัดสินเศษเหลือตามปกติแล้ว จำนวนรอบการสัมผัสและการตัดสินตัวคูณ Lagrange ก็มีผลต่อความคืบหน้าการคำนวณ

การควบคุมสเต็ปของการวิเคราะห์สถิต¶

การวิเคราะห์สถิตประกอบด้วยหนึ่งหรือหลายสเต็ปการวิเคราะห์ การวนของสเต็ปเรียกว่าลูปสเต็ป และการวนที่แบ่งหนึ่งสเต็ปเป็นช่วงเพิ่มเวลาเพื่อแก้เรียกว่าลูปซับสเต็ป ในแต่ละซับสเต็ปจะคำนวณสมดุลโดยใช้ตัวคูณโหลด เงื่อนไขขอบเขต และสถานะการสัมผัส ณ เวลาที่กำหนด

ในช่วงเพิ่มคงที่ ช่วงเพิ่มเวลาภายในสเต็ปเดินด้วยค่าที่ระบุ หากลู่เข้าล้มเหลว การวิเคราะห์จะสิ้นสุด ณ จุดนั้น

ในช่วงเพิ่มอัตโนมัติ/cutback ค่าอ้างอิงช่วงเพิ่มเวลาถัดไป dtime_base จะถูกอัปเดตจากสถานะการลู่เข้าของซับสเต็ปล่าสุด หากลู่เข้าล้มเหลว จะย้อนกลับไปยังสถานะที่บันทึกไว้ล่าสุดและคำนวณช่วงเวลาเดิมใหม่ด้วยช่วงเพิ่มเวลาที่เล็กลง

ลำดับของช่วงเพิ่มอัตโนมัติ/cutback มีดังต่อไปนี้

1. เมื่อเริ่มสเต็ป ให้ช่วงเพิ่มเวลาเริ่มต้นเป็น dtime_base
2. กำหนดช่วงเพิ่มเวลาจริงไม่ให้เกินเวลาสิ้นสุดสเต็ปหรือเวลาเอาต์พุตถัดไป
3. คำนวณสมดุล ณ เวลาที่เดินจากเวลาปัจจุบันไปตามช่วงเพิ่มเวลา
4. หากลู่เข้า ให้เดินเวลาและเพิ่มหรือลด dtime_base ถัดไปตามสถานะการลู่เข้า
5. หากไม่ลู่เข้า ให้คืนสถานะและลด dtime_base ด้วยอัตราส่วนการลดของ cutback แล้วคำนวณใหม่
6. เมื่อเวลาปัจจุบันถึงเวลาสิ้นสุดสเต็ป ให้จบสเต็ปนั้น

การเพิ่มหรือลดช่วงเพิ่มตัดสินจากสถานะการวนของซับสเต็ปล่าสุด ปริมาณหลักที่ใช้ตัดสินมี 3 ค่า

หากสถานะที่ค่าใดค่าหนึ่งใน N_max, N_sum, N_cont เกินเกณฑ์ฝั่งลดต่อเนื่องตามจำนวนครั้งที่กำหนด จะลดช่วงเพิ่มเวลา ในทางกลับกัน หากทั้งสามค่าอยู่ภายในเกณฑ์ฝั่งเพิ่มต่อเนื่องตามจำนวนครั้งที่กำหนด จะเพิ่มช่วงเพิ่มเวลา โดยปรับไม่ให้เกินขีดบนของช่วงเพิ่มเวลา

ช่วงเพิ่มอัตโนมัติ/cutback จะสิ้นสุดการวิเคราะห์เป็นความล้มเหลวในกรณีต่อไปนี้

• จำนวนซับสเต็ปถึงขีดจำกัดก่อนสิ้นสุดสเต็ป
• ค่าอ้างอิงช่วงเพิ่มเวลาต่ำกว่าขีดล่างของช่วงเพิ่มเวลา
• จำนวน cutback ต่อเนื่องถึงขีดจำกัด

ตัวอย่างต่อไปนี้เปิดใช้ช่วงเพิ่มอัตโนมัติ โดยกำหนดช่วงเพิ่มเวลาเริ่มต้น 0.01 ช่วงเวลาสเต็ป 2.5 ขีดล่างช่วงเพิ่มเวลา 1E-5 ขีดบนช่วงเพิ่มเวลา 0.3 และจำนวนซับสเต็ปสูงสุด 200 และกำหนดชุดพารามิเตอร์ช่วงเพิ่มอัตโนมัติ AP1 กับรายการเวลาเอาต์พุต TP1 ที่เวลารวม 1.5, 2.7, 3.9 ให้กับสเต็ป

!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

สำหรับรูปแบบอินพุตและค่าเริ่มต้นของแต่ละพารามิเตอร์ โปรดดู !STEP, !AUTOINC_PARAM, !TIME_POINTS

การแจกแจงการกระจัดที่กำหนดไปยังซับสเต็ป¶

เมื่อแก้หนึ่งสเต็ปโดยแบ่งเป็นหลายซับสเต็ป วิธีแจกแจงการกระจัดที่กำหนดด้วย !BOUNDARY ไปยังซับสเต็ปจะเลือกด้วยการตั้งค่า AMPLITUDE ของ !STEP การตั้งค่านี้มีผลเมื่อระบุ AMP ใน !BOUNDARY ด้วย

ใช้ฟังก์ชันเวลาเป็นฐานในการแจกแจง หากระบุ AMP ใน !BOUNDARY จะใช้ฟังก์ชันแอมพลิจูดนั้นเป็นฟังก์ชันเวลา มิฉะนั้นจะใช้ตัวคูณโหลดของสเต็ปเป็นฟังก์ชันเวลา ตัวคูณโหลดของสเต็ปคือฟังก์ชันแอมพลิจูดที่ระบุด้วย AMP ใน !STEP หากมีการระบุไว้ มิฉะนั้นจะเป็นค่าที่แปรผันตามเวลาที่ผ่านไปภายในสเต็ป (0 ที่ต้นสเต็ปและ 1 ที่ปลายสเต็ป)

เมื่อใช้ STEP จะมีพฤติกรรมเช่นเดียวกันแม้ระบุ AMP ใน !BOUNDARY และรูปร่างของฟังก์ชันแอมพลิจูดจะไม่ถูกนำมาสะท้อน ใช้ RAMP เมื่อต้องการให้การกระจัดที่กำหนดเปลี่ยนตามเวลา

สำหรับข้อกำหนดของฟังก์ชันแอมพลิจูดเอง — เวลาที่ใช้ประเมิน การทำงานนอกช่วงตาราง และความแตกต่างระหว่าง RELATIVE กับ ABSOLUTE — โปรดดู เงื่อนไขขอบเขตและโหลด สำหรับรูปแบบอินพุตและค่าเริ่มต้น โปรดดู !STEP

การควบคุมสเต็ปของการวิเคราะห์พลวัต¶

ในการอินทิเกรตเวลาโดยตรงของการวิเคราะห์พลวัต ให้ระบุวิธีแก้และพารามิเตอร์อินทิเกรตเวลาด้วย !DYNAMIC และระบุสเต็ปการวิเคราะห์ กลุ่มเงื่อนไขขอบเขต/โหลด และวิธีช่วงเพิ่มด้วย !STEP หากละ !STEP จะถือเป็นการวิเคราะห์หนึ่งสเต็ปที่เปิดใช้เงื่อนไขขอบเขตและโหลดทั้งหมด

สำหรับช่วงเพิ่มคงที่ ให้ระบุ DTIME, ETIME ในบรรทัดที่ 2 ของ !STEP เพื่อควบคุมช่วงเพิ่มเวลาและช่วงเวลาสเต็ปเป็นรายสเต็ป เมื่อกำหนด !STEP หลายรายการ สามารถสลับกลุ่มเงื่อนไขขอบเขตและโหลดที่เปิดใช้ในแต่ละสเต็ปได้ t_delta และ n_step ของ !DYNAMIC ใช้เป็นค่าเริ่มต้นสำหรับอินพุตแบบเก่าหนึ่งสเต็ปที่ละ !STEP และเพื่อความเข้ากันได้ย้อนหลัง สำหรับอินพุตใหม่แนะนำให้ระบุเงื่อนไขเวลาด้วย !STEP แม้ใช้ช่วงเพิ่มคงที่

เมื่อใช้ช่วงเพิ่มอัตโนมัติ ให้ระบุ !STEP, INC_TYPE=AUTO และกำหนดช่วงเพิ่มเวลาเริ่มต้น ช่วงเวลาสเต็ป ขีดล่าง และขีดบนของช่วงเพิ่มเวลาในบรรทัดข้อมูลของ !STEP สำหรับวิธีโดยนัยไม่เชิงเส้น จะเพิ่มหรือลดช่วงเพิ่มเวลาตามสถานะการวน Newton และการวนสัมผัส และหากไม่ลู่เข้าจะย้อนสถานะล่าสุดและคำนวณใหม่ด้วยช่วงเพิ่มเวลาที่เล็กลง

TYPE (STATIC/VISCO) ของ !STEP เป็นสวิตช์การขึ้นกับเวลาของวัสดุในสเต็ปและมีผลเฉพาะการวิเคราะห์สถิต ในการวิเคราะห์พลวัตจะไม่ถูกอ้างอิง และช่วงเพิ่มเวลาถูกปฏิบัติเป็นเวลาจริงเสมอ ดังนั้นการระบุ TYPE ใน !STEP ของการวิเคราะห์พลวัตจึงไม่มีผล

วิธีอินทิเกรตเวลาและสัมประสิทธิ์ของวิธี Newmark-β เป็นต้น ระบุด้วย !DYNAMIC สำหรับรูปแบบอินพุต โปรดดู !DYNAMIC และ !STEP

การควบคุมสเต็ปของการวิเคราะห์การนำความร้อน¶

ช่วงเวลาในการวิเคราะห์การนำความร้อนระบุด้วย !HEAT โดย !HEAT กำหนดช่วงเวลา เวลาสิ้นสุด ช่วงเวลาต่ำสุด การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสูงสุด จำนวนรอบ และค่าตัดสินการลู่เข้าเป็นชุด

การควบคุมเวลาในการวิเคราะห์การนำความร้อนทำงานด้วยกลไกที่แยกจาก !STEP, INC_TYPE=AUTO ของการวิเคราะห์โครงสร้างสถิต ดังนั้น หากจะปรับช่วงเวลาในการวิเคราะห์การนำความร้อน ให้ตรวจสอบการระบุ !HEAT ไม่ใช่ !STEP สำหรับรูปแบบอินพุต โปรดดู !HEAT

การระบุเวลาเอาต์พุต¶

เมื่อใช้ช่วงเพิ่มอัตโนมัติ ช่วงเพิ่มเวลาจะเปลี่ยนตามสถานะการลู่เข้า จึงอาจไม่สามารถกำหนดเวลาเอาต์พุตผลไว้ล่วงหน้าให้ตรงกันได้ !TIME_POINTS คือรายการเวลาสำหรับปรับช่วงเพิ่มเวลาให้ทำการคำนวณสมดุล ณ เวลาที่ระบุอย่างแน่นอนและสามารถส่งออกผลได้

รายการเวลาสามารถเลือกกำหนดเป็นเวลารวมตั้งแต่เริ่มการวิเคราะห์ หรือเป็นเวลาสเต็ปตั้งแต่เริ่มสเต็ป หากต้องการเวลาร่วมกันข้ามหลายสเต็ปให้ใช้เวลารวม และหากต้องการตำแหน่งเอาต์พุตสัมพัทธ์เดียวกันในแต่ละสเต็ปให้ใช้เวลาสเต็ป

ในแต่ละสเต็ป ให้ !STEP อ้างอิงรายการเวลาที่ใช้ เมื่อใช้ร่วมกับช่วงเพิ่มอัตโนมัติ ช่วงเพิ่มเวลาจะถูกตัดให้ไม่เกินเวลาเอาต์พุตถัดไปหรือเวลาสิ้นสุดสเต็ป สำหรับรูปแบบอินพุต โปรดดู !TIME_POINTS

หัวข้อที่เกี่ยวข้อง¶

• ชนิดการวิเคราะห์ — ภาพรวมชนิดการวิเคราะห์ เช่น สถิต พลวัต และการนำความร้อน
• การทำซ้ำไม่เชิงเส้นและการอินทิเกรตตามเวลา — โครงสร้างการวน Newton การวนสัมผัส และการอินทิเกรตเวลาภายในซับสเต็ป (ความหมายของจำนวนรอบ Newton และรอบสัมผัส)
• การเปิดใช้งานและปิดใช้งานเอลิเมนต์ — การเลือกใช้การควบคุมการเปิดใช้งานเอลิเมนต์ที่เปิดด้วย !STEP
• วิธี Newton-Raphson (ทฤษฎี) — ทฤษฎีของวิธีวนซ้ำ
• การตัดสินการลู่เข้า (ทฤษฎี) — ทฤษฎีของตัวชี้วัดการลู่เข้า
• !STEP, !AUTOINC_PARAM, !TIME_POINTS — รูปแบบอินพุตการควบคุมสเต็ปของการวิเคราะห์โครงสร้างและพลวัต
• !DYNAMIC, !HEAT — รูปแบบอินพุตการควบคุมเวลาของการวิเคราะห์พลวัตและการนำความร้อน