Nicht-linear - Lösung

Im Dialogfeld Nicht-linear werden auf der Registerkarte Lösung lösungsbezogene Optionen festgelegt. Auf dieser Registerkarte können Sie die folgenden Optionen festlegen.

Stufungsoptionen

Mit der Definition der Zeitkurven für Lasten und Randbedingungen verbundene Zeitinformationen. Zeit ist eine Pseudo-Variable für statische Probleme ohne Kriechen, Viskoelastizität oder Wärmelasten, für die zeitabhängige Ergebnisse aus einer transienten thermischen Studie verwendet werden.

Startzeit Startzeit der Lösung. Wird nicht von der Steuerungsmethode Bogenlänge verwendet.
Neustart Aktivieren Sie dieses Kontrollkästchen, um vom letzten erfolgreichen Lösungsschritt neu zu starten. Nur verfügbar, wenn Daten für den Neustart existieren, bei denen die Option Daten für Neustart der Analyse speichern bei der vorherigen Ausführung aktiviert wurde.
Sie können alle Lastparameter (Dialogfeld Zeitkurve) beim Neustart der Analyse ändern.
Sie können die Einspannungsbedingungen von freien in fixierte Freiheitsgrade und umgekehrt ändern, wenn Sie die Option Neu starten aktivieren.
Beispiel: Vorgehensweise, um beim Neustart der Analyse eine Einspannungsbedingung von fixiert in frei zu ändern:
  • Geben Sie unter Translationen (PropertyManager Einspannung) den Wert 1 für die Richtung ein, in die Sie die Einspannung anwenden.
  • Wählen Sie unter Variation mit Zeit die Option Kurve aus und klicken Sie auf Bearbeiten. Geben Sie im Dialogfeld Zeitkurve die Kurvendaten ein:
    X (Zeit, s) Y-Wert Einspannungsbedingung
    0 0 Fixiert
    1 0 Fixiert
    1,05 Aus (Neustart) Änderung von fixiert in frei
    2 Aus frei

Vorgehensweise, um beim Neustart der Analyse eine Einspannungsbedingung von frei in fixiert zu ändern:

  • Geben Sie unter Translationen den Wert 1 in die Richtung ein, in die Sie die Einspannung anwenden.
  • Wählen Sie unter Variation mit Zeit die Option Kurve aus und klicken Sie auf Bearbeiten. Geben Sie im Dialogfeld Zeitkurve die Kurvendaten ein:
    X (Zeit, s) Y-Wert Einspannungsbedingung
    0 Aus frei
    1 Aus frei
    1,05 0 (Neustart) Änderung von frei in fixiert
    2 0 Fixiert

    Während der ersten Ausführung (denken Sie daran, Daten für Neustart der Analyse speichern für den ersten Durchlauf auszuwählen (Startzeit = 0 < t < Endzeit = 1 s)) ignoriert der Solver diese Einspannung und das ausgewählte Element, auf das die Einspannung angewendet wird, kann frei bewegt werden. Beim Aktivieren der Option Neustart und der erneuten Ausführung der Analyse (Startzeit = 1 s < t < Endzeit = 2 s) wendet der Solver die Einspannung an und das ausgewählte Element wird daran gehindert, sich in die angegebene Richtung zu bewegen.
Endzeit Endzeit der Lösung. Wird nicht von der Steuerungsmethode Bogenlänge verwendet.
Daten für Neustart der Analyse speichern Aktivieren Sie diese Option für einen möglichen Neustart, bevor Sie die Studie starten. Die Software benötigt einige Zeit und Festplattenspeicher, um die für einen ordentlichen Neustart benötigten Daten zu speichern. Wenn Sie dieses Kontrollkästchen deaktivieren, müssen Sie von vorne anfangen.
Wenn Sie die Studie neu vernetzen, werden alle Neustartinformationen gelöscht.
Zeitinkrement Legt das Verfahren zur Erhöhung der Zeit an allen Lösungsschritten für die Steuerungsmethoden Kraft und Verschiebung fest. Bei der Steuerungsmethode Bogenlänge verwendet das Programm diesen Wert zur Schätzung eines Bogenlängen-Inkrements.

Automatisch (automatische Schritte)

Wenn diese Option aktiviert ist, wird für jeden Lösungsschritt intern ein Inkrement ermittelt, um die Wahrscheinlichkeit der Konvergenz zu erhöhen. Diese Option unterstützt alle Steuerungsmethoden. Wenn das Kontrollkästchen aktiviert ist, werden die folgenden Einträge verwendet:

Ursprüngliches Zeitinkrement

Das Programm verwendet dieses Inkrement als anfängliche Schätzung des Zeitinkrements.

Min.

Minimaler Zeitschritt. Der Standardwert lautet 1e-8 Sekunden.

Nur bei nicht-linearen, dynamischen Studien setzt das Programm den minimalen Zeitschritt auf 10 % des Anfangszeitinkrements zurück, wenn das festgelegte Mindestinkrement gleich oder größer als das Anfangszeitinkrement ist.

Max.

Maximaler Zeitschritt. Standardmäßig wird die Endzeit für die Steuerungsmethoden Kraft und Verschiebung verwendet.

Nur bei nicht-linearen, dynamischen Studien wird der maximale Zeitschritt nicht verwendet. Das Programm setzt den maximalen Wert auf das Anfangszeitinkrement zurück.

Anzahl der Anpassungen

Maximale Anzahl von Zeitschrittanpassungen pro Lösungsschritt.

Fixiert

Festes Zeitschrittinkrement. Standardmäßig werden zehn Schritte ausgeführt.

Optionen für nicht-lineare Geometrie

Große Verschiebungsformel verwenden Verwendet die Formel für große Verschiebungen.
Richtung der Last mit Durchbiegung aktualisieren Wenn aktiviert, wird die Richtung der angewendeten Last (normaler gleichmäßiger Druck oder Normalkraft) bei jedem Lösungsschritt mit Durchbiegung aktualisiert.
Beispiele
(a) Angewendete normale Last auf unverformter Geometrie.
(b) Option für Richtung der Last mit Durchbiegung aktualisieren ist deaktiviert. Ursprüngliche Richtung der Last wird auf der verformten Geometrie beibehalten.
(c) Option für Richtung der Last mit Durchbiegung aktualisieren ist aktiviert. Die Richtung der Last wird aktualisiert und bleibt normal zu der verformten Geometrie in jedem Lösungsschritt.
Wenn Sie ein Drehmoment anwenden, berechnet das Programm die Kraft und den freien Arm, der das Drehmoment erzeugt und die Kraft auf die Knoten anwendet. Diese Kräfte behalten ihre Ausgangsrichtung im Verlauf der Lösung bei und können infolgedessen hohe unerwartete Spannungen entwickeln.
Große Dehnungsoption (nur für Modelle aus formbaren Materialien). Verwendet die Formel für große Dehnungen.
Schraubenvorspannung beibehalten

Wenn diese Option deaktiviert ist, wird die Länge der Schraube im Null-Spannungszustand L0 basierend auf der Länge der Schraube zu Beginn der Analyse Lst bestimmt. Dies entspricht dem nicht verformten Geometriestatus der Komponenten, die durch das Schraubenverbindungsglied angefügt wurden. Die Länge der Schraube bei Null-Spannung wird wie folgt berechnet:

L0 = Lst / (1+(P/A*E))

Im Verlauf der nicht-linearen Analyse passt sich die Länge der Schraube von Lstep bei jedem einzelnen Analyseschritt an die verformte Geometrie der angefügten Komponenten an, während diese aufgrund der angewendeten Lasten verformt werden. Die endgültige Spannung der Schraube am Ende der nicht-linearen Analyse unterscheidet sich von der benutzerdefinierten Vorlast-Spannung. Die Axiallast der Schraube bei jedem Analyseschritt wird folgendermaßen berechnet:

Pstep = A* E* (Lstep - L0) / L0

Wenn diese Option aktiviert ist, führt das Programm zunächst eine Analyse mit der benutzerdefinierten Vorlast P als Ausgangsbedingung ohne externe Lasten aus. Die Verformung der Teile, die durch die Schraube verbunden sind, wird berechnet und dient dazu, die Länge der Schraube im Null-Spannungszustand L0 zu bestimmen. Lf ist als die verformte Länge der Schraube nach Senkung der Verbindungsteile aufgrund der Vorspannung definiert. Die Länge der Schraube bei Null-Spannung wird wie folgt berechnet:

L0= Lf / (1+(P/A*E))

Für den zweiten Schritt der Analyse werden alle angewendeten Lasten einbezogen. Die Axiallast der Schraube bei jedem Analyseschritt wird folgendermaßen berechnet:

Pstep = A* E* (Lstep - L0) / L0

Während der Analyse gilt, wenn (a) Lstep <= L0, dann ist die Schraube locker, und wenn (b) Lstep > L0, dann steht die Schraube unter Spannung und hält die Teile zusammen.

Schreibweise:
  • P: Benutzerdefinierte axiale Vorlast
  • Pstep: Axiallast der Schraube im aktuellen Analyseschritt
  • A: Schrauben-Schnittfläche
  • E: Elastizitätsmodul des Schraubenmaterials
  • L0: Ursprüngliche Länge der Schraube im Null-Spannungszustand
  • Lst: Länge der Schraube zu Beginn der Analyse (entspricht dem nicht verformten Geometriezustand der durch das Schraubenverbindungsglied angefügten Komponenten)
  • Lf: Verformte Länge der Schraube nach Senkung der Verbindungsteile aufgrund der Vorspannung („Schraubenvorspannung beibehalten“ ausgewählt)
  • Lstep: Verformte Länge der Schraube im aktuellen Analyseschritt

Solver

Bestimmt den Solver, der beim Ausführen der nicht-linearen Analyse verwendet werden soll.

Automatische Auswahl des Gleichungslösers Das Programm wählt den robustesten von zwei Gleichungslösern in Abhängigkeit von der Größe des Modells und des verfügbaren RAM:

Intel Direct Sparse

Für kleine und mittelgroße Modelle mit schlanker Geometrie. Der Intel Direct Sparse-Gleichungslöser benötigt zehnmal mehr RAM als der iterative Gleichungslöser FFEPlus.

FFEPlus

Für mittelgroße Modelle mit unförmiger Geometrie und große Modelle.
Direct Sparse Solver Verwendet den direkten Gleichungslöser. Bei diesem Gleichungslöser ist die Wahrscheinlichkeit höher, dass bei extrem nicht-linearen Problemen Konvergenz erzielt wird.
FFEPlus Verwendet den iterativen Gleichungslöser FFEPlus. Für diesen Gleichungslöser wird weniger Speicher benötigt. Bei größeren Problemen ist er unter Umständen schneller.
Direct Sparse mit großem Problem Der Direct Sparse Solver mit großem Problem kann durch Nutzen von verbesserten Speicherzuweisungsalgorithmen Fälle behandeln, wo die Lösung den Kernspeicher verlässt.

Inkompatible Verbindungsoptionen

Bestimmt den Solver, der beim Ausführen der nicht-linearen Analyse verwendet werden soll.

Vereinfacht Wendet den knotengestützten Verbindungskontakt an.
Genauer (langsamer) Wendet den oberflächengestützten Verbindungskontakt an, der zu längerer Lösungszeit als die knotengestützte Kontaktformel führt.
Die Analyse wird automatisch angehalten, wenn folgende Bedingungen zutreffen:
  • Die Anzahl der Schrittgrößenanpassungen in einem Schritt übersteigt die maximale Anzahl von Schrittanpassungen.
  • Das für die Konvergenz erforderliche Schrittinkrement fällt unter das minimale Schrittinkrement.