Transiente Spannung - Direktintegration

Einrichten von Ereignissen

Das Ereignis in einer transienten Spannungsanalyse wird durch drei Parameter definiert. Die Parameter werden im Dialogfeld Analyseparameter im Bereich Ereignis angegeben. Die Felder Anzahl der Zeitschritte und Zeitschrittgröße müssen definiert werden, um die Analyse durchzuführen. Die Ergebnisse werden für jeden Zeitschritt berechnet und in die Ausgabedateien geschrieben. Die Ergebnisse in den Ausgabedateien können in der Ergebnisanzeige dargestellt werden. Wenn die Ergebnisse nicht für jeden Schritt in die Ausgabedateien geschrieben werden sollen, geben Sie im Feld Ausgabeintervall einen Wert größer als 1 ein.

Anwenden von globaler Dämpfung

Über den Bereich Dämpfung im Dialogfeld Analyseparameter kann Dämpfung auf das gesamte Modell angewendet werden. Die Werte in den Feldern Alpha und Beta werden zum Erstellen der Dämpfungsmatrix [C] mit der Gleichung [C] = ALPHA * [M] + BETA * [K] verwendet, wobei [M] die Massenmatrix und [K] die Steifheitsmatrix ist.

Definieren von Lastkurven

In einer transienten Spannungsanalyse folgen alle Lasten den Lastkurven. Klicken Sie im Dialogfeld Analyseparameter auf die Schaltfläche Lastkurven, um die Lastkurven zu definieren. Es gibt zwei Methoden zum Erstellen von Lastkurven. Wenn Sie im Bereich Lastkurvenform das Optionsfeld Stückweise linear auswählen, können Sie verschiedene Zeiten und die entsprechenden Faktoren festlegen, um die Lastkurve zu definieren. Die Faktorwerte werden zwischen den definierten Zeiten linear interpoliert. Wenn Sie im Bereich Lastkurvenform das Optionsfeld Sinusförmig auswählen, können Sie die Parameter der sinusförmigen Kurve in den Feldern weiter unten definieren. Der Wert in der Spalte Faktor wird mit dem Betrag der Last zur angegeben Zeit multipliziert.

Anwenden von Kräften und Momenten

Zusätzlich zum Anwenden von Kräften und Drehmomenten auf Knoten im Anzeigebereich können Sie die transiente Spannungsanalyse verwenden, um diese Lasten über die Tabelle Dynamische Lastdaten auf der Registerkarte Lasten des Dialogfelds Analyseparameter anzuwenden. Als Erstes müssen Sie in der Spalte Knotennummer die Nummer des Knotens angeben, auf den die Last angewendet wird. Als Nächstes müssen Sie in der Spalte Lastkurve die Lastkurve angeben, der die Kurve folgt. Um eine Kraft anzuwenden, geben Sie in der Spalte Typ 0 ein. Um ein Drehmoment anzuwenden, geben Sie in der Spalte Typ 1 ein. Geben Sie dann in den Spalten X-Skala, Y-Skala und Z-Skala den Skalierungsfaktor an, der auf die Last in jeder der drei globalen Richtungen angewendet wird. Geben Sie als Letztes in der Spalte Aktivierungszeit den Zeitpunkt der Anwendung der Last an. Zu diesem Zeitpunkt beginnt die Last, der Lastkurve ab dem Zeitpunkt 0 zu folgen.

Anwenden der Bodenbewegung

Die Bodenbewegung kann auf alle Knoten im Modell angewendet werden, auf die eine Randbedingung angewendet wird. Diese Einstellung kann im Dialogfeld Analyseparameter auf der Registerkarte Optionen vorgenommen werden. Wählen Sie im Dropdown-Menü Bodenbewegungstyp die Option Translation, und klicken Sie auf die Schaltfläche Setup.

Geben Sie im Dialogfeld Setup Bodenbewegung die Optionen Betrag Beschleunigung, Lastkurve und Aktivierungszeit an, damit die Bodenbewegung in alle globalen Richtungen angewendet wird. Die Beschleunigung zu jedem bestimmten Zeitpunkt enspricht dem eingegebenen Betrag der Beschleunigung multipliziert mit dem interpolierten Lastkurvenfaktor.

Abschnitt Lösungsoptionen

Der Solvertyp für eine transiente Spannungsanalyse kann im Dropdown-Menü Solvertyp auf der Registerkarte Optionen im Dialogfeld Analyseparameter ausgewählt werden. Hintergrundinformationen finden Sie unter Solver in der FEM-Analyse. Die verfügbaren Optionen lauten wie folgt:

• Automatisch:. Wenn diese Option aktiviert ist, wählt der Gleichungslöser zwischen den verfügbaren Solvern basierend auf der Modellgröße. Der Sparse Solver (BCSLIB-EXT) ist der optimale Solver für Modelle mittlerer Größe.
• BCSLIB-EXT: Verwendet Sparse Solver BCSLIB-EXT. Der Solver "Sparse" verwendet mehrere Threads/Kerne, falls verfügbar. Wenn ein 64-Bit-Prozessor auf dem System vorhanden ist, kommt dies dem BCSLIB-EXT-Solver zugute.

Es kommt dem Solver "Sparse" zugute, wenn mehrere Threads/Kerne auf dem Computer installiert sind. Das Steuerelement Anzahl der Threads/Kerne wird in der Dropdown-Liste aktiviert, wenn der Solvertyp automatisch oder BCSLIB-EXT ist. Für die schnellste Lösung sollten Sie alle verfügbaren Threads/Kerne verwenden, jedoch können Sie weniger Threads/Kerne auswählen, um Rechenleistung zum Ausführen von anderen Anwendungen während der Analyse bereitzustellen.

Wenn Sie zwar die Steifheitsmatrix erstellen, nicht jedoch die Analyse durchführen möchten, aktivieren Sie das Kontrollkästchen für Stopp nach Steifheitsanalysen. Die einzige Situation, in der dies hilfreich ist, ist die Nutzung der Steifheitsmatrix für andere Zwecke, z. B. für den Zugriff mit einem anderen Programm. Die Steifheitsmatrix wird immer berechnet, wenn Sie eine Analyse ausführen. Unter normalen Bedingungen gibt es also keinen Vorteil durch die Nutzung dieser Option.

Das Feld Solver-Speicherzuweisung legt die Speichergröße fest, die während der Matrixlösung für den BCSLIB-EXT-Solver "Sparse" verwendet werden soll. Im Allgemeinen führt die Zuweisung von mehr Speicher zu einer schnelleren Analyse.

Für die Sparse Solver steuern die Felder Prozentsatz der Speicherzuweisung, wie viel des verfügbaren RAM verwendet wird, um die Elementdaten zu lesen und die Matrizen herzustellen. Ein kleiner Wert wird empfohlen. (Wenn der Wert kleiner oder gleich 100 % ist, wird der verfügbare physikalische Arbeitsspeicher verwendet. Wenn der Wert dieser Eingabe größer als 100 % ist, nutzt die Speicherzuweisung den verfügbaren physischen und virtuellen Speicher).

Steuern der Daten in den Ausgabedateien

Die berechnete Dehnung wird standardmäßig in der binären Ergebnisdatei ausgegeben, sodass die Dehnung in der Ergebnisanzeige dargestellt werden kann. Wenn die Dehnungsergebnisse nicht benötigt werden, können Sie Zeit bei der Berechnung und Speicherplatz sparen, indem Sie Berechnung und Ausgabe der Dehnungen deaktivieren im Dialogfeld Optionen auf der Registerkarte Analyseparameter aktivieren.

Die Analyse wird durchgeführt, und die Eingabe sowie zusätzliche Ergebnisse können in verschiedenen Dateien ausgegeben werden. Sie können die ausgegebenen Daten über die Registerkarte Ausgabe im Dialogfeld Analyseparameter steuern. Wenn nicht anders angegeben, ist diese zusätzliche Ausgabe textbasiert, sodass diese Optionen keine Auswirkung auf die Ergebnisse haben, die in der Ergebnisanzeige dargestellt werden können.

• Wenn Sie die Option Spannungsdaten aktivieren, werden die Spannungsergebnisse in eine Textdatei geschrieben. Abhängig von der Modellgröße und der Anzahl der Zeitschritte in der Ausgabe kann diese Datei sehr groß werden.
• Wenn Sie die Option Gleichungszahlendaten aktivieren, wird eine Tabelle erstellt, die die Knotennummern mit den Freiheitsgraden (FHG) und Gleichungen in der Lösungsmatrix in Beziehung setzt. Diese Option ist vor allem dann nützlich, wenn eine Warnung oder eine Fehlermeldung angezeigt wird, die auf einen FHG oder eine Gleichung verweist. Suchen Sie in dieser Tabelle nach dem FHG oder der Gleichungsnummer, um die entsprechende Knotennummer zu bestimmen. Sie finden die Knotennummer in der Ergebnisanzeige (mithilfe des Befehls Ergebnisabfrage Abfragen Aktuelle Ergebnisse Angeben).
• Wenn Sie die Option Spannung/Dehnung an Mittenknoten (binär) aktivieren, werden die Spannung und Dehnung an Mittenknoten in die binären Ergebnisdateien ausgegeben. Diese Ergebnisse können dann in der Ergebnisanzeige dargestellt werden. (Mittenknoten sind eine Option, die für bestimmte Elementtypen im Dialogfeld Elementdefinition aktiviert werden können.)
• Wenn Sie die Elementdaten oder Knotendaten aktivieren, werden die Konnektivität des Elements bzw. die Knotenkoordinaten für das gesamte Modell in der Übersichtsdatei ausgegeben.

Im Dropdown-Menü Indikator des Ausgabetyps können Sie auswählen, ob Nur Höchstwerte oder Historie und Höchstwerte für die Knoten ausgegeben werden sollen, die im Dialogfeld Zusätzliche Verschiebungsberichtsorte angegeben sind. Das Dialogfeld wird durch Klicken auf die Schaltfläche Druckereinrichtung... geöffnet. Bei Auswahl der Option Nur Höchstwerte werden der Zeitpunkt und der Betrag der maximalen Verschiebung oder Drehung eines bestimmten Knotens in der Datei Dateiname.l4 ausgegeben. Bei Auswahl der Option Historie und Höchstwerte wird der Betrag der Verschiebung oder Drehung eines bestimmten Knotens zu jedem Zeitpunkt in der Datei Dateiname.l4 ausgegeben. Wenn diese Option ausgewählt ist, werden auch der Zeitpunkt und der Wert der maximalen Verschiebung oder Drehung angezeigt. Geben Sie im Dialogfeld Zusätzliche Verschiebungsberichtsorte in der Spalte Knoten die Nummer des Knotens an, für den die Ausgabe erfolgen soll. Klicken Sie anschließend auf den Freiheitsgrad, für den bei diesem Knoten die Ausgabe erfolgen soll. Der Wert in der Spalte wird in Ja geändert.

Kontakteinstellungen

Es gibt zwei Methoden für den Umgang mit verklebten Verbindungen. Die verwendete Methode hängt zum Teil davon ab, ob die Knoten zwischen den beiden Teilen übereinstimmen oder nicht.

Durch Aktivieren der Option Intelligenter verklebter/verschweißter Kontakt ein auf der Registerkarte Kontakt werden ggf. Mehrpunktabhängigkeits-Gleichungen (MPCs) verwendet, um die Knoten von Teil A, Fläche B, mit den nächsten Knoten von Teil C, Fläche D, zu verbinden. Formfunktionen interpolieren die Verschiebungen der Knoten auf Fläche B und der Knoten auf Fläche D. Daher müssen die Netze zwischen den Teilen nicht übereinstimmen. Die MPCs werden für alle Knoten im Flächenkontaktpaar verwendet, wenn Knoten nicht übereinstimmen. Wenn die Netze nicht an allen Knoten übereinstimmen, wird die Knotenanpassung verwendet, um die Kontaktfläche zu verbinden; die zwei Knoten auf angrenzenden Teilen werden in einen Knoten reduziert, und MPC-Gleichungen werden für die Kontaktflächen verwendet. Die Optionen für die Dropdown-Liste der intelligenten Bindung sind wie folgt:

• Keine Die intelligente Bindung wird nicht verwendet. Daher müssen die Knoten übereinstimmen, damit Teile verbunden werden.
• Grob zu feinem Netz verbunden: Die intelligente Bindung erstellt Mehrpunkt-Abhängigkeitsgleichungen, die die Knoten auf der Oberfläche mit dem gröberen Netz mit den Knoten auf der Oberfläche mit dem feineren Netz verbinden.
• Fein zu grobem Netz verbunden: Die intelligente Bindung erstellt Mehrpunkt-Abhängigkeitsgleichungen, die die Knoten auf der Oberfläche mit dem feineren Netz mit den Knoten auf der Oberfläche mit dem gröberen Netz verbinden.

Die Option der intelligenten Bindung gilt für verklebten Kontakt und verschweißten Kontakt. Weitere Informationen zur Definition von Kontakten und Verwendung von intelligenten Klebeverbindungen finden Sie unter Kontakttypen.

Bei der intelligenten Verklebung wird zum Lösen der Analyse standardmäßig die Kondensierungsmethode eingesetzt. Wenn die Analyse nicht konvergiert oder nicht den Erwartungen entspricht, können Sie eine andere Lösungsmethode für MPC-Gleichungen verwenden (siehe Mehrpunkt-Abhängigkeiten). Klicken Sie auf Setup Lasten Mehrpunkt-Abhängigkeit, und wählen Sie unter Lösungsmethode eine Option aus. Wenn Sie die Strafmethode verwenden, wird die Genauigkeit der Lösung vom Feld Pönale gesteuert. Die Pönale multipliziert mit der maximalen diagonalen Steifheit im Modell wird für die Straflösung verwendet. Ein Wert im Bereich von 10⁴ bis 10⁶ wird empfohlen.

Anmerkung:

• Die von Ihnen im Dialogfeld Mehrpunktabhängigkeiten definieren gewählte Lösungsmethode wird als Methode für alle Elemente mit Mehrpunkt-Abhängigkeiten festgelegt. Dazu gehören unter anderem zyklische Symmetrie, reibungslose Abhängigkeiten, die intelligente Verklebung und benutzerdefinierte Mehrpunkt-Abhängigkeiten. Wenn Sie beispielsweise die Methode Über Lösungsabweichung verwenden möchten, um alle Analysen mit intelligenter Verklebung zu lösen, können Sie die standardmäßige Kondensierungsmethode überschreiben, indem Sie im Dialogfeld Mehrpunktabhängigkeiten definieren die Option Über Lösungsabweichung auswählen.
• Intelligentes Binden angewendet auf den Kontakt zwischen Quader-, 2D-, Membran- und Schalenelementen. Für verbundene Kontakte mit anderen Elementtypen müssen die Knoten übereinstimmen. Die Einstellung für intelligentes Binden hat keinen Einfluss darauf.

Wenn Sie die Option Intelligenter verklebter/verschweißter Kontakt ein nicht aktivieren, werden die Teile nur verbunden, wenn die Knoten der Teile übereinstimmen.