Steuern Sie die Zeitintegration für lineare und nichtlineare Reaktionen eines Materials.
Die Lösung eines progressiven Fehlermodells kann in einen linearen und einen nichtlinearen Anteil aufgeteilt werden. In Bezug auf die Material-Nichtlinearität liegt der Unterschied zwischen den beiden Anteilen im Materialausfall. Der lineare Anteil zeichnet sich durch das Fehlen von Materialausfall aus, während sich der nichtlineare Anteil durch das Vorhandensein von Materialausfall auszeichnet. Im Idealfall sollte im linearen Anteil ein einzelnes Inkrement und im nichtlinearen Anteil sollten viele Inkremente verwendet werden, um die Übertragung von Schaden präzise aufzulösen. Aus diesem Grund ist häufig ein erheblicher Anteil der Lösung linear. Je nach Inkrementierungsschema kann dies bedeuten, dass ein Großteil der Lösungszeit dem Auflösen des linearen Lösungsanteils gewidmet ist. Betrachten Sie beispielsweise die unten gezeigte Belastungszeitdarstellung, bei der die linearen und nichtlinearen Anteile der Lösung für ein Modell mit einem fixierten Inkrementwert farbcodiert sind. Wie Sie sehen, liegt ein Großteil der Inkremente beim linearen Anteil. Diese Zeit wird im Wesentlichen vergeudet, da das Problem so lange linear ist, bis der Materialausfall beginnt.
Zur Behebung dieses Problems hat Autodesk ein Werkzeug entwickelt, um die Anzahl der Inkremente zu reduzieren, welche die Lösung im linearen Anteil aufwendet, während ein fixierter Inkrementwert im nichtlinearen Anteil zugelassen wird. Um dieses Werkzeug zu aktivieren, fügen Sie der HIN-Datei folgendes Schlüsselwort und folgende Datenzeile hinzu:
*DAMAGE TIME STEP DTIME
In der Praxis wird während der Lösung das durch das Schlüsselwort *STATIC (in der Abaqus-Eingabedatei) definierte Inkrementierungsschema verwendet, bis das Auftreten eines Ausfalls prognostiziert wird. Sobald der Ausfall prognostiziert ist, stellt Abaqus das zuvor konvergierte Inkrement wieder her und verwendet den angegebenen Wert von DTIME als Inkrementwert. Der Inkrementwert kann sich erhöhen, bis eine Schädigung auftritt. Dann wird der Inkrementwert auf den von DTIME festgesetzt. Ein Beispiel für die Verwendung dieses Werkzeugs sind die folgenden Karten *STATIC und *DAMAGE TIME STEP:
Abaqus-Eingabedatei:
*STATIC 0.1, 1.0, 1.0e-05, 0.1
HIN-Datei:
*DAMAGE TIME STEP 0.005
Da der anfängliche und maximale Inkrementwert 0.1 ist, bleibt der Inkrementwert bei 0.1, bis der Ausfall von Simulation Composite Analysis prognostiziert wird. Wenn der Ausfall prognostiziert ist, wird die Lösung auf das zuvor konvergierte Inkrement zurückgekürzt und dann mit einem anfänglichen Inkrementwert von 0.005 fortgesetzt. Sobald der Ausfall auftritt, bleibt der Inkrementwert bei 0.005 für den Rest der Analyse. Also wird statt eines festen Inkrementwerts von 0.005 für die gesamte Lösung ein relativ großer Inkrementwert für den linearen Anteil und 0.005 für den nichtlinearen Anteil verwendet. Durch die Verringerung der Anzahl der Inkremente für den linearen Anteil wird die gesamte Laufzeit erheblich reduziert. Das obige Szenario wird mit der STA-Beispieldatei veranschaulicht (siehe unten).
Das Schlüsselwort *DAMAGE TIME STEP verwaltet Material-Nichtlinearität, aber keine anderen Arten der Nichtlinearität, z. B. Kontakt- oder geometrische Nichtlinearität. Da jedoch Abaqus Kontakt- und geometrische Nichtlinearität verwaltet, tritt kein Konflikt auf, und alle drei Arten der Nichtlinearität können mit dem Schlüsselwort *DAMAGE TIME STEP verwendet werden.