Wenn die Auswirkungen der Trägheit, Dämpfung und transienten Belastungen beträchtlich sind, sollte eine ichtlineare transiente Analyse verwendet werden. Außerdem konvergieren "quasi-statische" Modelle, die Knickung oder anderen instabilen Lastbedingungen ausgesetzt sind, bei einer nichtlinearen transienten Analyse häufig besser, da die Trägheitseffekte das Modell stabilisieren.
Eine nichtlineare transiente Analyse erfordert sowohl dinamische als auch nichtlineare Einrichtungsschritte. Autodesk Inventor Nastran löst beide Analysen im Wesentlichen gleichzeitig, sodass diese ien der kompliziertesten und dennoch interessantesten FEM-Lösungstypen ist.
Ein wichtiger Aspekt bei einer stabilen, nichtlinear transienten (NLT) Lösung liegt darin, Dämpfung im Modell vorzusehen. Es gibt zwei Arten von Dämpfung, die bei NLT-Lösugen angewendet werden können:
Die erhöhte Flexibilität durch materialbasierte Dämpfung (d. h. verschiedene Dämpfungswerte können auf unterschiedliche Bereiche/Materialien des Modells angewendet werden) ist dies die logische Wahl für NLT-Analysen.
Eines ist jedoch bei der Verwendung einer NLT-Lösung zu beachten: In Modellen, bei denen die Analyse hauptsächlich durch die Geschwindigkeit/Trägheit bestimmt wird, beispielsweise eine Zusammenpralllösung, kann die Dämpfung erhebliche Auswirkungen auf die Beschleunigung/Geschwindigkeit/Verschiebung des Modells haben. Dies liegt daran, dass der Solver nicht zwischen Starrkörperbewegung/-geschwindigkeit und flexibler Bewegung/Geschwindigkeit unterscheiden kann, sodass die Dämpfung wird auf alle Teile einer Struktur angewendet werden, die eine Geschwindigkeit haben. Es wird empfohlen, für Zusammenprallanalysen keine Dämpfung oder einen kleinen „Stabilitäts“-Dämpfungswert (d. h. 1,E-6) zu verwenden. Weitere Informationen über die Zusammenprallanayse finden Sie im Benutzerhandbuch unter dem Thema Zusammenprallanalyse lösen.
Bei der Durchfürung einer Zusammenprallanalyse, die große Auswirkungen auf die Lösungszeit und Ergebnisqualität hat, sind einige Richtlinien zu beachten.
Dies ist eine überaus wichtige und oft vernachlässigte Phase. Sie müssen die linearen Reaktionseigenschaften der Struktur kennen, um eine Voerstellung davon zu erhalten, wie die tatsäclichen nichtlinearen Frequenzen und Modusformen aussehen werden. Die kann nie eine genaue Darstellugn sein, gibt Ihnen einen Anhaltspunkt für verschiedene wichtige Eingabeparameter:
Beschränken Sie (vollstsändig fixiert) den Bereich des exportierten Modells, Kontakt mit dem Boden (oder anderen Schlagkörper) und führen Sie eine Modallösung mit ~20 Modi durch. Betrachten Sie die Modusformen und finden Sie den Modus, den Sie als die „dominierende“ Reaktion der Struktur während bzw.nach dem Zusammenprall berücksichtigen würden. Ein Blick auf die modale effektive Masse in der *.OUT-Datei kann bei der Bestimmung des kritischen Modus ebenfalls hilfreich sein. Die Frequenz des Modus kann zur Berechnung der oben genannten wichtigen Eingabeparameter genutzt werden:
In den meisten Fällen ist es am besten, eine manuelle Berechnung durchzuführen zur Ermittlung der Geschwindigkeit beim Aufprall durchzuführen und dann die beien Modelle nebeneinander zu starten. Dieser Ansatz führt zu kürzeren Analysezeitenund größerer Wiedergabetreue, als wenn die beiden Körper in physischer Entfernung gestartet würden (wie z. B. bei einem Falltest). Eine gute Methode zur Berechnung des kleinen Trennungsabstands ist di e Gleichung:
d = v * (2*dt)
Dabei gilt:
d = Trennungsentfernung
v = Geschwindigkeit
dt = Zeitinkrement
Dieser Abstand ermöglicht die Lösung von zwei Zeitschritten vor dem Aufprall.
Wenn das Verhalten vor/nach dem Aufprall gesucht wird, kann man zur Feineinstellung der Analyse mehrere Subcases verwenden, sodass während des Aufpralls engere und nach dem Aufprall gröbere Zeitschritte angewendet werden können.
Autodesk Inventor Nastran bietet eine Lösung für die automatische Zusammenprallanalyse (AIA), bei der die im obigen Abschnitt Zusammenprallanalyse beschriebenen Schritte automatisch ausgeführt werden. Der Lösungstyp AIA wird durch den Fallsteuerungsbefehl IMPACTGENERATE aktiviert (weitere Informationen über die IMPACTGENERATE-Karte finden Sie im Autodesk-Nastran-Referenzhandbuch im Installationsverzeichnis für Inventor Nastran). Der Solver führt automatisch, die folgenden Schritte aus, um die AIA-Analyse durchzuführen:
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