Ändern Sie die Steuerungsparameter so, dass sie optimal mit Simulation Composite Analysis funktionieren.
Es ist allgemein anerkannt, dass eine gute Konvergenz (oder überhaupt eine Konvergenz) in einer progressiven Schadenssimulation einer Verbundstruktur schwierig zu erreichen ist, wenn eine implizite Finite-Element-Berechnung verwendet wird. Tatsächlich werden viele fortschreitende Schadenssimulationen frühzeitig beendet, aber nicht aufgrund von globalem Strukturausfall, sondern einfach aufgrund der Unfähigkeit des Finite-Element-Codes, eine konvergierte Lösung bei einer bestimmten Laststufe zu erhalten. Angesichts dieses Problems wurde Simulation Composite Analysis optimiert, um die Konvergenzrate und Robustheit progressiver Schadenssimulationen von Verbundstrukturen insgesamt zu verbessern. Um jedoch die außerordentlichen Konvergenzmerkmale vollständig nutzen zu können, müssen Sie einige der Vorgabeeinstellungen zum nicht linearen Lösungsvorgang ändern, den Abaqus/Standard verwendet. Diese Änderungen können mithilfe der Schlüsselwort-Anweisung *CONTROLS übernommen werden. Beachten Sie, dass diese Lösungssteuerelemente nicht für Abaqus/Explicit-Analysen gelten.
In Abaqus/Standard basieren die Vorgabeeinstellungen für den nicht linearen Lösungsvorgang auf der grundlegenden Annahme des Newton-Raphson-Algorithmus. Darin heißt es, dass die nicht lineare Reaktion der Verbundstruktur sowohl auf globaler als auch auf lokaler Ebene gleichmäßig genug ist. In einer progressiven Schadenssimulation einer Verbundstruktur ist die nicht lineare Reaktion der Verbundstruktur jedoch nicht gleichmäßig, besonders auf lokaler Ebene, wo ein Materialausfall zu einer sofortigen Reduzierung der Materialmodule führt. Die nicht gleichmäßige Materialreaktion ist einer der Hauptfaktoren, die dafür verantwortlich sind, dass in progressiven Schadenssimulationen Konvergenz erreicht werden kann. Die Methode von Simulation Composite Analysis zur Verwaltung der Nichtlinearität von Materialien ist insbesondere für die Verarbeitung dieser lokalisierten nicht gleichmäßigen Materialreaktion konzipiert. Die Vorgabeeinstellungen der Abaqus-Konvergenzsteuerungsparameter müssen geändert werden, damit Simulation Composite Analysis die Konvergenzmerkmale der Finite-Element-Simulation verbessern kann. Diese Vorgabeeinstellungen können über die erste Datenzeile der Schlüsselwort-Anweisung *CONTROLS geändert werden. Die Schlüsselwort-Anweisung *CONTROLS sollte in die Eingabedatei unmittelbar nach der Schlüsselwort-Anweisung *STATIC eingefügt werden. Die erste Datenzeile in der Schlüsselwort-Anweisung *CONTROLS enthält 11 Mengen. Die Vorgabewerte für diese 11 Mengen werden unten in der Schlüsselwort-Anweisung *CONTROLS dargestellt.
*CONTROLS, PARAMETERS=TIME INCREMENTATION 4,8,9,16,10,4,12,5,5,3,50
Qualitativ gesehen zielen die Änderungen, die bei diesen Vorgabewerten vorgenommen werden sollten, darauf ab, die Anzahl der Gleichgewichtsiterationen deutlich zu erhöhen, die Abaqus/Standard durchführen wird, bevor der Code die Notwendigkeit einer Reduzierung (oder Kürzung) der Größe des Zeitschritts prüft. Wenn Simulation Composite Analysis in der Finite-Element-Lösung verwendet wird, sollte die Abaqus-Eingabedatei die folgende Schlüsselwort-Anweisung *CONTROLS verwenden.
*CONTROLS, PARAMETERS=TIME INCREMENTATION 1000,1000,1000,1000,1000, , , , ,10,1000
Beachten Sie, dass der Wert der Mengen 1, 2, 3, 4, 5 und 11 auf 1000 festgelegt wurden, während der Wert der 10. Menge auf 10 festgelegt wurde. Bei allen anderen Mengen auf der Datenlinie sind die Vorgabewerte akzeptabel. Diese Änderungen zwingen Abaqus zu warten, bis 1000 Gleichgewichtsiterationen abgeschlossen sind, bevor die Notwendigkeit einer Reduzierung der Größe des Zeitschritts geprüft wird.
Die vertraute Schlüsselwort-Anweisung *STATIC ist in der Abaqus-Eingabedatei für alle quasi-statischen Analysen vorhanden. Die einzelne Datenlinie, die von der Schlüsselwort-Anweisung *STATIC verwendet wird, enthält vier Mengen, die zusammen das gewünschte Zeitschrittschema angeben. Die erste Menge gibt die Größe des ersten Zeitschritts an. Die zweite Menge gibt die Gesamtmenge der Zeit an, die im aktuellen Schritt analysiert werden soll. Die dritte Menge gibt die minimal zulässige Größe der Zeitschritte an, die im aktuellen Schritt verwendet werden. Der vierte Menge gibt die maximal zulässige Größe der Zeitschritte an, die im aktuellen Schritt verwendet werden. Da der Einsatz von Simulation Composite Analysis die Fähigkeit von Abaqus, eine konvergierte Lösung für einen bestimmten Zeitschritt zu erhalten, erheblich verbessert, ist es wahrscheinlich, dass die gesamte Analyse ohne Reduzierungen von Zeitschritten durchgeführt werden kann. Deshalb sollten Sie mit den Parametern experimentieren, die Sie häufig in der Datenzeile der Schlüsselwort-Anweisung *STATIC verwenden.
Kontakt und fehlerhafte Ausfälle
Wenn der Kontakt in einer Simulation Composite Analysis-Simulation eingebunden ist, erstellen die oben festgelegten Lösungssteuerelemente (*CONTROLS) möglicherweise fehlerhafte Ausfallprognosen, wenn der Kontakt anfänglich festgelegt wird. Deshalb wird empfohlen, dass der erste Kontakt in einem separaten Schritt hergestellt wird, der nicht die oben genannten Lösungssteuerelemente umfasst.