Auslöserelemente

Ein Auslöserelement ist eine einzelne Linie, die in eine beliebige Richtung weisen kann. Ein Knoten des Auslöserelements wird als Master angesehen, der gegenüberliegende Knoten ist der Slave. Während der Analyse kann der Slave-Knoten relativ zum Master-Knoten entlang einer Lastkurve verschoben oder gedreht werden, um einen hydraulischen Zylinder oder Motor zu simulieren. Der Master-Knoten muss mit Abhängigkeiten versehen oder an der Struktur angebracht werden, und der Slave-Knoten muss an der Struktur angebracht werden.

Es gibt drei Arten von Auslöserelementen, die in einer Analyse verwendet werden können. Der Typ des Auslöserelements kann in der Dropdown-Liste Antriebstyp im Dialogfeld Elementdefinition ausgewählt werden.

Wenn nur der Abstand zwischen den zwei Knoten vorgeschrieben ist, wählen Sie die Option Abstand (Verschiebung) aus. Die Drehung der Struktur, die auf die Auslöserelemente angewendet wird, kann frei sein oder als gleich erzwungen werden, je nach den ausgewählten Optionen (siehe Auslöserelementabhängigkeiten weiter unten).
Wenn der Abstand zwischen den Knoten nicht gesteuert wird, aber der Slave-Knoten eine vorgeschriebene axiale Drehung relativ zum Master-Knoten ausführt, verwenden Sie die Option Relative Achsendrehung. Eine Achsendrehung ist definiert als eine Drehung um die Linie zwischen den zwei Knoten des Auslöserelements. Beachten Sie, dass der Slave-Knoten sich als Reaktion auf die angewandten Lasten relativ zum Master-Knoten frei verschieben kann. Der Auslöser kann länger oder kürzer werden.
Wenn der Abstand zwischen den beiden Knoten vorgeschrieben ist und der Slave-Knoten eine vorgeschriebene axiale Drehung relativ zum Master-Knoten ausführt, verwenden Sie die Option Sowohl Abstand als auch Achsendrehung.

Steuern der relativen Verschiebung und Drehung

Die Verschiebung des Slave-Knotens relativ zum Master-Knoten wird auf der Registerkarte Verschiebung im Dialogfeld Elementdefinition angegeben. (Die Steuerelemente auf dieser Registerkarte sind nicht verfügbar, wenn die Option Relative Achsendrehung in der Dropdown-Liste Antriebstyp ausgewählt ist.) Geben Sie im Dropdown-Feld Festgelegte Längenkurvennummer (Last) die Lastkurve an, die verwendet wird, um die relative Verschiebung zu steuern. Wenn die Lastkurve außerdem mit einer Konstanten multipliziert werden soll, geben Sie diese im Feld Lastkurven-Multiplikator an.

Tipp:

Da durch eine sofortige Änderung der Länge des Auslöserelements das Modell instabil werden würde, verwenden die Auslöserelemente nicht die typische Regel der Belastung (oder Länge in diesem Fall), wenn Zeit T der Lastgröße multipliziert mit dem Lastkurven-Multiplikator entspricht. Stattdessen entspricht die Änderung in der Länge des Auslöserelements während des Zeitschritts der Änderung im Lastkurven-Multiplikator. Das heißt:
L(t) = L(t=0) + (LCM(t) - LCM(t=0)) x Multiplikator
Dabei gilt: L(t) ist die Länge des Auslösers bei Zeit t, LCM(t) ist der Lastkurven-Multiplikator bei Zeit t und Multiplikator ist der konstante Faktor, der im Feld Lastkurven-Multiplikator angegeben ist. Das Element kann länger oder kürzer als die ursprüngliche Länge L (t=0) sein, abhängig von der Lastkurve.

Die axiale Drehung des Slave-Knotens relativ zum Master-Knoten wird auf der Registerkarte Drehung im Dialogfeld Elementdefinition angegeben. (Die Steuerelemente auf dieser Registerkarte sind nicht verfügbar, wenn die Option Abstand (Verschiebung) in der Dropdown-Liste Drehungskurvennummer (Last) ausgewählt ist.) Geben Sie im Dropdown-Feld Festgelegte Drehungskurvennummer (Last) die Lastkurve an, die verwendet wird, um die relative Drehung zu steuern. Wenn die Lastkurve außerdem mit einer Konstanten multipliziert werden soll, geben Sie diese im Feld Lastkurven-Multiplikator an. Ähnlich wie bei der Steuerung der Länge anhand der Lastkurve entspricht die Änderung der Drehung des Auslösers (gemessen in Umdrehungen) während des Zeitschritts der Änderung im Lastkurven-Multiplikator. Das heißt:

ϑ(t) = ϑ(t=0) + (LCM(t) - LCM(t=0)) x Multiplikator

Dabei gilt: ϑ(t) ist der Drehwinkel (gemessen in Umdrehungen) des Auslösers bei Zeit t, LCM(t) ist der Lastkurven-Multiplikator bei Zeit t und Multiplikator ist der konstante Faktor, der im Feld Lastkurven-Multiplikator angegeben ist.

Tipp: Um den Drehwinkel des Auslösers vorzuschreiben, aber die Länge konstant zu halten, wählen Sie die Option Sowohl Abstand als auch Achsendrehung für den Antriebstyp aus. Dann sollte der Lastkurven-Multiplikator für die Verschiebung auf Null gesetzt werden; dadurch bleibt die Länge konstant, unabhängig davon, welcher Lastkurve die Verschiebung zugewiesen wird. (Die Lastkurve muss im Dialogfeld Analyseparameter definiert werden.)

Auslöserelementabhängigkeiten

Es gibt drei Parameter, die verwendet werden können, um das Drehverhalten von Auslöserelementen zu steuern. Damit die Achsendrehung des Slave-Knotens der Achsendrehung des Master-Knotens folgt, aktivieren Sie das Kontrollkästchen Achsendrehung der beiden Elementenden koppeln auf der Registerkarte Abhängigkeiten im Dialogfeld Elementdefinition. Diese Kontrollkästchen wird verfügbar, wenn Sie nur den Abstand (Verschiebung) des Auslösers steuern. Es ist nicht verfügbar, wenn der Drehwinkel des Auslösers gesteuert wird. Die beiden Drehungen senkrecht zum Auslöserelement oder die Planardrehung des Slave-Knotens relativ zum Master-Knoten kann als gleich erzwungen werden, indem Sie das Kontrollkästchen Planardrehung der beiden Elementenden koppeln auf der Registerkarte Abhängigkeiten im Dialogfeld Elementdefinition aktivieren. Siehe Abbildung 1.

Abbildung 1: Kopplung der Drehung an Auslöserenden

Standardmäßig verhalten sich die Verbindungen zwischen Auslöserelement (schwarz) und Struktur (grau) wie Kugelgelenke; die Struktur an jedem Ende kann unabhängig voneinander in alle drei Richtungen gedreht werden. Wenn die Option Achsendrehung der beiden Elementenden koppeln aktiviert ist, wird ein Drehmoment durch den Auslöser übertragen, sodass der axiale Drehwinkel (blaue Pfeile) der Strukturen an jedem Ende identisch ist. Wenn die Option Planardrehung der beiden Elementenden koppeln aktiviert ist, dann wird ein Moment an jedem Ende des Auslösers angewendet, sodass die senkrechten Drehwinkel (grüne und rote Pfeile) der am Auslöser befestigten Struktur identisch sind.

Natürlich können die Drehungen der am Auslöser befestigten Struktur nur gesteuert werden, wenn die Elemente der Struktur über Rotationsfreiheitsgrade verfügen, wie z. B. Balken und Schalenelemente.

Erweiterte Auslöserelementparameter

Sie können festlegen, wie oft die Auslösergeometrie aktualisiert wird. Die Geometrie wird immer nach jedem konvergierten Zeitschritt aktualisiert. Damit die Geometrie nach jeder Iteration in einem Zeitschritt aktualisiert wird, wählen Sie die Option Vorherige Iteration in der Dropdown-Liste Geometrische Aktualisierung basierend auf in der Registerkarte Weitere Einstellungen im Dialogfeld Elementdefinition aus.

Grundlegende Schritte zum Verwenden von Auslöserelementen

Stellen Sie sicher, dass ein Einheitensystem definiert ist.
Stellen Sie sicher, dass das Modell einen nichtlinearen Analysetyp verwendet.
Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Überschrift Elementtyp für das Bauteil, das als Auslöserelement dienen soll.
Klicken Sie auf den Befehl Auslöser.
Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Überschrift Elementdefinition.
Wählen Sie den Befehl Elementdefinition bearbeiten.
Wählen Sie den Typ des Auslöserelements für dieses Bauteil im Dropdown-Feld Antriebstyp aus.
Geben Sie die gewünschten Informationen in die entsprechenden Registerkarten je nach Antriebstyp ein.
Klicken Sie auf die Schaltfläche OK.