Badania testu upuszczenia
Badania testu upuszczenia oszacowują skutek uderzenia części lub złożenia o sztywną lub elastyczną powierzchnię planarną. Upuszczenie przedmiotu na podłogę to typowy przykład zastosowania i stąd nazwa badania. Program automatycznie oblicza obciążenia od uderzenia i grawitacji. Żadne inne obciążenia ani umocowania nie są dozwolone.
Ustawienia
Menedżer właściwości PropertyManager Ustawienia testu upuszczenia pozwala na ustawienie następujących opcji badania testu upuszczenia:
Definiujemy wysokość upuszczenia (h), przyspieszenie grawitacyjne (g) oraz orientację płaszczyzny uderzenia. Program oblicza prędkość (v) w chwili uderzenia ze wzoru: v = (2gh)1/2. Obiekt porusza się w kierunku grawitacji jako obiekt sztywny, do chwili uderzenia w sztywną płaszczyznę.
Definiujemy prędkość w chwili uderzenia (v), przyspieszenie grawitacyjne (g) oraz orientację płaszczyzny uderzenia. Program określa miejsce uderzenia w oparciu o kierunek prędkości w chwili uderzenia.
Nie są uwzględniane żadne obroty do chwili początkowej uderzenia.
Obliczenia
Program rozwiązuje dynamiczny problem jako funkcję czasu. Ogólne równania ruchu:
FI(t) + FD(t) + FE(t) = R(t)
gdzie FI(t) są siłami bezwładności, FD(t) są siłami tłumienia, a FE(t) są siłami sprężystości. Wszystkie te siły są zależne od czasu.
W analizie statycznej równanie to upraszcza się: FE(t) = R(t), ponieważ siły bezwładności i tłumienia są do zaniedbania ze względu na niewielkie prędkości i przyspieszenia.
Tłumienie nie jest aktualnie rozważane. Siły zewnętrzne R(t) obejmują siły grawitacyjne i uderzenia.
Istnieją dwie podstawowe klasy metod bezpośredniego całkowania tego równania w dziedzinie czasu: metody funkcji uwikłanej i jawnej. Metody funkcji jawnej nie wymagają składania ani rozkładu macierzy sztywności, co jest atrakcyjną cechą gdyż oszczędza czas i zasoby obliczeniowe. Tym niemniej wymagają one, aby krok czasu był mniejszy od wartości krytycznej, aby uzyskać konwergencję rozwiązania. Krytyczny krok czasu jest zwykle bardzo mały.
Metody całkowania funkcji uwikłanej dają akceptowalne rozwiązania przy krokach czasu, które są o jeden lub dwa rzędy wielkości większe od krytycznego kroku czasu wymaganego przez metody jawne. Tym niemniej wymagają one intensywnych obliczeń w każdym kroku czasu.
Przy rozwiązywaniu badań testu upuszczenia oprogramowanie wykorzystuje metodę całkowania funkcji jawnej po czasie. Oszacowuje ona automatycznie krytyczny krok czasu w oparciu o najmniejszy rozmiar elementu i używa mniejszej wartości, aby nie dopuścić do dywergencji. Jeżeli to stosowne, można wygasić bardzo małe operacje lub użyć sterowania siatki, aby nie dopuścić do generowania bardzo małych elementów. Oprogramowanie dokonuje wewnętrznej regulacji kroku czasu w trakcie rozwiązywania problemu.
Więcej informacji na temat metod jawnych zawera publikacja: An Explicit Finite Element Primer byPaul Jacob & Lee Goulding,2002 NAFEMS Ltd.
Konwergencja
Dobre przejścia siatki pomagają uzyskać konwergencję. Gwałtowne przejścia siatki mogą prowadzić do dywergencji. Solver sprawdza występowanie tego warunku poprzez monitorowanie równowagi energetycznej. Gdy równowaga energetyczna wskazuje na dywergencję, wyświetlany jest komunikat i obliczenia są przerywane.
Czy modelu ulegnie zniszczeniu?
Badanie nie odpowiada automatycznie na to pytanie. Nie jest również w stanie przewidzieć rozdzielenia połączonych ze sobą komponentów na skutek uderzenia. Wyników można użyć do oceny możliwości wystąpienia takich zdarzeń. Na przykład: można użyć maksymalnych naprężeń, aby przewidzieć uszkodzenie materiału oraz sił kontaktowych, aby przewidzieć rozdzielenie komponentów.
Tematy pokrewne
Test upuszczenia - kontakt
Test upuszczenia - materiały
Test upuszczenia - opcje wyników
Test upuszczenia - ustawienia
Test upuszczenia - czas rozwiązania po uderzeniu
Test upuszczenia - przeglądanie wyników
Wykonywanie analizy testu upuszczenia