(U4.53.21) Оператор DYNA TRAN MODAL

Материал из ru.wiki.laduga.ru
Перейти к: навигация, поиск


Содержание

1 Краткое описание

Вычисляет динамические характеристики переходного процесса затухающих и незатухающих систем в обобщенных координатах. Вычисление выполняется модальной суперпозицией или субструктурированием.

Могут быть введены ненулевые начальные условия, это позволяет использовать результаты предыдущего вычисления.

Нагрузка задается в форме линейной комбинации обобщенных векторов и функций времени, описывающих временное развитие этих векторов.

Имеется шесть явных методов интегрирования: "EULER", "DEVOGE", "ADAPT_ORDRE1" и "ADAPT_ORDRE2" (методы интегрирования с адаптивным временным шагом первого и второго порядков), "RUNGE_KUTTA_32" и "RUNGE_KUTTA_54" (методы интегрирования с адаптивным временным шагом семьи Runge-Kutta с порядками 32 и 54 соответственно), составной метод "ITMI" и неявный метод интегрирования "NEWMARK". Явные алгоритмы и "ITMI" поддерживают вычисления с учетом нелинейностей, расположенных в узлах типа удара и трения. Методы "EULER", "ADAPT_ORDRE1" и "ADAPT_ORDRE2" поддерживают учет нелинейностей текучих пластинок и стандартных антисейсмических устройств. Методы "RUNGE_KUTTA_32" и "RUNGE_KUTTA_54" поддерживают учет нелинейностей, расположенных в узлах типа удара и трения, так же как нелинейности антисейсмических устройств.

Чтобы вычислить характеристики вращающихся механизмов на нелинейных опорах был разработан метод EDYOS, он требует одновременного использования ключевых слов COUPLAGE_EDYOS и PALIER_EDYOS.

Структура данных result содержит, для различных времен вычисления, обобщенные результаты и вычисленные значения ударных сил.

Преобразование результатов, обобщенных в физическом пространстве, реализуют операторы REST_GENE_PHYS (U4.63.31) или RECU_FONCTION (U4.32.03).

Результат имеет тип tran_gene.



2 Синтаксис

 tranmo [tran_gene] = DYNA_TRAN_MODAL (
 ◊ reuse = tranmo ,
 ♦ MATR_MASS = ma , [matr_asse_gene_R]
 ♦ MATR_RIGI = ri , [matr_asse_gene_R]
 ◊ MATR_AMOR = am , [matr_asse_gene_R]
 ◊ AMOR_MODAL= _F ( 
                  / AMOR_REDUIT = la , [l_R]
                  / LIST_AMOR = l_amor , [listr8]
                  ), 
 ◊ SCHEMA_TEMPS  = _F (
                     ♦ SCHEMA= ( | “NEWMARK” , [DEFECT]
                                 | “EULER” ,
                                 | “DEVOGE” ,
                                 | “ADAPT_ORDRE1” ,
                                 | “ADAPT_ORDRE2” ,
                                 | “RUNGE_KUTTA_54” , 
                                 | “RUNGE_KUTTA_32” ,
                                 | “ITMI” ,
                    ),  
 # ключевые слова, используемые только со схемой “NEWMARK”:
 ◊ BETA  = / 0.25 , [DEFAUT]
           / beta , [R]
 ◊ GAMMA = / 0.5 , [DEFAUT]
           / gamma , [R]
 # ключевые слова, используемые только со схемами “RUNGE_KUTTA_*”: 
 ◊ TOLERANCE = / 1.E-3 , [DEFAUT]
               / tol , [R]
 # ключевые слова, используемые только со схемой “ITMI”:
 ◊ BASE_ELAS_FLUI = mix , [melasflu]
 ◊ NUMÉRIQUE_VITE_FLUI = Nvitf , [I]
 ◊ ETAT_STAT = / “NON” , [DEFECT]
               / “OUI” , 
 ◊ PREC_DUREE = / 1.E-2 , [DEFAUT] 
                / prec , [R]
 ◊ CHOC_FLUI = / “NON” , [DEFECT] 
               / “OUI” ,
 ◊ NB_MODE = Nmode , [I] 
 ◊ NB_ MODE_FLUI = Nmodef , [I] 
 ◊ TS_REG_ETAB = tsimu , [R] 
 ), 
 ♦ INCREMENT = _F ( ♦ / LIST_INST = litps , [listr8]
                      / PAS = dt , [R]
                    ◊ INST_INIT =ti , [R]
                    ◊ / INST_FIN = tf , [R]
                      / NUME_FIN = nufin , [I]
                    ◊ VERI_PAS = / “OUI” , [DEFECT]
                                 / “NON” ,
 # Операнды, определяющие интегрирование порядков 1 и 2 с адаптивными шагами
 ◊ VITE_MIN = / “NORM” , [DEFECT]
              / “MAXI” ,
 ◊ COEF_MULT_PAS = / 1.1 , [DEFAUT]
                   / cmp , [R]
 ◊ COEF_DIVI_PAS = / 1.33333334 , [DEFAUT]
                   / cdp , [R]
 ◊ PAS_LIMI_RELA = / 1.E-6 , [DEFAUT]
                   / per , [R] 
 ◊ NB_POIN_PERIODE = / 50 , [DEFAUT] 
                     / N , [I]
 ◊ NMAX_ITER_PAS = / 16 , [DEFAUT]
                   / N, [I]
 # Операнды, определяющие интегрирование (порядков 1 и 2) с адаптивными шагами как в методе Рунге-Кутты
 ◊ PAS_MAXI = dtmax , [R]
 ◊ PAS_MINI = dtmin , [R] ), 
 ◊ ETAT_INIT = _F ( ♦ / RESULTAT = res , [tran_gene] 
   If RESULTAT
   ◊ / INST_INIT = to , [R] 
     / NUME_ORDR = no , [I] 
   ◊ / CRITERE = 'RELATIF” , [DEFECT]
   ◊ PRECISION = / 1.E-06 , [DEFAUT]
                 / prec , [R]
     / CRITERE = “ABSOLU” ,
   ♦ PRECISION = prec , [R]
                      / | DEPL = do ,[vect_asse_gene] 
                        | VITE = vo ,[vect_asse_gene] 
                   ),
 ◊ EXCIT =_F ( ◊ VECT_ASSE_GENE = v ,[vect_asse_gene] 
               ◊ NUMÉRIQUE_ORDRE =nmordr , [I]
               ◊ / FONC_MULT = f , [function]
                 / COEF_MULT = A , [R] 
                 / ◊ ACCE = ac , [function]
                   ◊ VITE = vi , [function]
                   ◊ DEPL = dp , [function]
 # Операнды и ключевые слова, определяющие сейсмический анализ
 ◊ MULT_APPUI = / “NON” , [ DEFECT]
                / “OUI” ,
 ◊ DIRECTION = ( dx , Dy , dz , drx , dry , drz) , [l_R]
 ◊ /  NODE =lno , [l_noeud] 
   /  GROUP_NO = lgrno ,[l_groupe_no] 
 ◊♦ CORR_STAT = 'OUI'
  ♦ D_FONC_DT = dfdt , [function]
  ♦ D_FONC_DT2 = dfdt2 , [function]
             ),
 ◊ / MODE_STAT = psi, [mode_meca]
   / MODE_CORR = modcor, [mult_elas , mode_meca]
 ◊ EXCIT_RESU = _F ( ♦ RESULTAT = resuforc , [tran_gene] 
                     ◊ / COEF_MULT = ai , [R]
                       / COEF_MULT_C = aci , [C]
                   ),
 ◊ CHOC = _F (
 ◊ INTITULE = int , [l_Kn]
 / ♦ / NOEUD_1 = no1 ,  [node] 
     / GROUP_NO_1   =grno1 , [group_no] 
   ◊ / NOEUD_2  = no2 , [node] 
     / GROUP_NO_2 = grno2 , [group_no] 
 / ♦ / NET =ma , [mesh]
     / GROUP_MA = grma , [group_ma] 
   ♦ OBSTACLE = obs , [obstacle]
   ♦ NORM_OBST = nor , [listr8] 
   ◊ ORIG_OBST = ori , [listr8]
   ◊ JEU = / 1. , [DEFAUT]
           / clearance , [R]
   ◊ ANGL_VRIL = gamma , [R] 
   ◊  DIST_1 = dist1 , [R] 
   ◊ DIST_2 = dist2, [R] 
   ◊ SOUS_STRUC_1 = ss1 , [K8]
   ◊ SOUS_STRUC_2 = ss2 , [K8]
   ◊ REPERE = / “GLOBAL” , [DEFECT] 
              / nom_sst , [K8]
   ◊ RIGI_NOR =kn ,  [R] 
   ◊ AMOR_NOR = / 0. , [DEFAUT] 
                / Cn , [R]
   ◊ RIGI_TAN = / 0. , [DEFAUT]
                / kt , [R]
   ◊AMOR_TAN = / ct , [R]
   ◊ FRICTION = 
               / “NON” [DEFECT]
               / “COULOMB”
                 ♦ COULOMB = driven [R]
               / “COULOMB_STAT_DYNA”
                 ♦ COULOMB_STAT = driven [R]
                 ♦ COULOMB_DYNA = mud [R]
 # Операнды, позволяющие учитывать мгновенную скорость в роторах (мгновенную угловую скорость)   
 ◊ VITESSE_VARIABLE = / “NON” , [DEFECT]
                      / “OUI” ,
 # если VITESSE_VARIABLE = 'OUI' :
 ♦VITE_ROTA =vrota , [function]
   ♦ MATR_GYRO = gyro , [matr_asse_gene_R]
   ◊ ACCE_ROTA = arota , [function]
   ◊ MATR_RIGY = gyro , [matr_asse_gene_R]
 # если VITESSE_VARIABLE='NON' :
 ♦ VITE_ROTA = / 0.0 , [DEFAUT]
               / vrota , [R]
 # Ключевое слово, позволяющие учитывать разрушения в роторе
 ◊ ROTOR_FISS =_F (
    / ♦ / NOEUD_G  = nog ,  [node] 
    / GROUP_NO_G = grnog , [group_no] 
    ♦ / NOEUD_D  = nod , [node] 
      / GROUP_NO_D = grnod , [group_no] 
    ♦ ANGL_INIT = 0.0 , [DEFAUT] 
    ◊ ANGL_ROTA = 0.0 , [function] 
    ♦ K_PHI = kphi [function]
    ♦ DK_DPHI = dkdphi [function])
 # Операнды и ключевые слова, позволяющие учитывать текучие пластинки
 ◊ LAME_FLUIDE = / “NON” , [DEFECT]
                 / “OUI” ,
 # если LAME_FLUIDE = 'OUI' :
 ◊ ALPHA = / 0. , [DEFAUT]
           / alpha , [R]
 ◊ BETA = / 0. , [DEFAUT]
          / beta , [R]
 ◊CHI = / 0. , [DEFAUT]
        / chi , [R] 
 ◊ DELTA = / 0. , [DEFAUT] 
           / delta, [R]
                   ) ,
 # Результат операндов и ключевых слов, позволяющих учитывать текучие пластинки                             
 ◊ PARA_LAME_FLUI = _F (
 ◊ NMAX_ITER = / 20, [DEFAUT] 
               / niter , [I]
 ◊ RESI_RELA = / 1.E-3,  [DEFAUT] 
               / residu , [R]
 ◊ LAMBDA = / 10. , [DEFAUT] 
            / lambda , [R]
                       ) , 
 ◊ VERI_CHOC = _F (
 ◊ STOP_CRITERE = / “OUI” , [DEFECT] 
                  / “NON” ,
 ◊ SEUIL = / 0.5 , [DEFAUT]
           / s , [R] 
                  ) ,
 ◊ ANTI_SISM = _F (
   ♦ / NOEUD_1= no1 ,  [node] 
     / GROUP_NO_1 = grno1 , [group_no] 
   ♦ / NOEUD_2=no2 , [node] 
     / GROUP_NO_2 = grno2 , [group_no] 
   ◊ RIGI_K1 = / 0. , [DEFAUT] 
               / kN ,  [R]
   ◊ RIGI_K2 = / 0. , [DEFAUT] 
               / kN ,  [R]
   ◊ SEUIL_FX = / 0. , [DEFAUT]
                / Py ,  [R]
   ◊C = / 0. , [DEFAUT]
        / C ,  [R]
   ◊ PUIS_ALPHA = / 0. , [DEFAUT]
                  / alpha ,  [R]
   ◊ DX_MAX = / 1. , [DEFAUT]
              / dx ,  [R] 
                   ), 
 ◊ BUCKLING =_F (
   ♦ / NOEUD_1 = no1 ,  [node] 
     / GROUP_NO_1 = grno1 , [group_no] 
   ◊ / NOEUD_2 = no2 ,  [node] 
     / GROUP_NO_2 = grno2 , [group_no] 
   ♦ OBSTACLE = obs, [obstacle]
   ◊ ORIG_OBST = ori, [listr8]
   ♦ NORM_OBST = NOR, [listr8] 
   ◊ ANGL_VRIL = / 0, [DEFAUT]
               / gamma , [R]
   ◊ JEU = / 1. , [DEFAUT]
         / jeu , [R]
   ◊ DIST_1 = dist1 , [R]
   ◊ DIST_2 = dist2 , [R] 
   ◊ REPERE = / “GLOBAL' , [DEFAUT]
              / nom_sst , [K8]
   ◊ RIGI_NOR = kN , [R] 
   ◊ FNOR_CRIT = film , [R] 
   ◊ FNOR_POST_FL = fseuil , [R] 
   ◊ RIGI_NOR_POST_FL = k2 , [R] 
                   ) ,
   ◊ RELA_EFFO_DEPL =_F (
   ♦ NODE =noe , [node] 
   ◊ SOUS_STRUC = ss , [K8]
   ◊ NOM_CMP = nomcmp , [K8]
   ♦ RELATION = f , [function]
                       ) ,
 ◊RELA_TRANSIS = _F (
   ♦ NODE = noe , [node] 
   ◊SOUS_STRUC = ss , [K8]
   ◊ NOM_CMP = nomcmp , [K8]
   ♦ RELATION = f , [function]
                   ) ,
 ◊RELA_EFFO_VITE = _F (
   ♦ NODE = noe ,  [node] 
   ◊ SOUS_STRUC = ss , [K8]
   ◊ NOM_CMP = nomcmp , [K8]
   ♦ RELATION = f , [function]
                       ) ,
 # Ключевые слова, связанные только с методом EDYOS
 ◊ COUPLAGE_EDYOS =_F (
   ♦ VITE_ROTA = vrota ,  [R] 
   ♦ PAS_TEMPS_EDYOS   = dtedyos , [R]
                      ),
 ◊PALIER_EDYOS = _F (
   ♦ / UNITE = uled , [I] 
     / GROUP_NO = grnoed , [group_no] 
     / NOEUD = noed , [node] 
   ◊ TYPE_EDYOS  = / “PAPANL” ,
                   / “PAFINL” ,
                   / “PACONL” ,
                   / “PAHYNL” ,
                    ),
 # Результат ключевых слов, связанных только с методом EDYOS
 ◊ ARCHIVAGE = _F ( ◊ / LIST_INST = list [listr8]
                      / INST = in [R] 
                      / PAS_ARCH = ipa [I]
                    ◊ / CRITERE = “RELATIF” , [DEFECT]
                    ◊ PRECISION = / 1.E-06 , [ DEFAUT]
                                  / prec , [R]
                                  / CRITERE =  “ABSOLU” ,
                    ♦ PRECISION = prec , [R]
                  ) ,
 ◊ SOLVER = _F (смотрите [U4.50.01]) 
 ◊INFO = / 1 , [DEFAUT]
         / 2 ,
 ◊ IMPRESSION =_F (
   ◊ / TOUT = “OUI” , [DEFECT]
     / NIVEAU = | 'DEPL_LOC' ,
                | 'VITE_LOC' ,
                | 'FORC_LOC' ,
                | 'TAUX_CHOC' ,
   ◊ INST_INIT = Ti , [R]
   ◊ INST_FIN = tf , [R]
                  ) ,
   ◊TITRE = titre ,  [l_Kn]
 )



3 Операнды

3.1 Обобщенные матрицы

В случае расчета методом модальной рекомбинациии, обобщенные матрицы должны быть установлены оператором PROJ_MATR_BASE (U4.63.12) или макрокомандой PROJ_BASE (U4.63.11), начинающийся с той же самой модальной базы.

В случае расчета методом динамических подструктур, обобщенные матрицы должны быть установлены оператором ASSE_MATR_GENE (U4.65.04), начинающемся с того же самого обобщенного числа.

 ♦ MATR_MASS = ma 

Массовая матрица обобщенной системы. Решение имеет тип matr_asse_gene_R.

 ♦MATR_RIGI = laughed

Матрица жесткости обобщенной системы. Решение имеет тип matr_asse_gene_R.

 ◊MATR_AMOR = amndt 

Матрица затуханий обобщенной системы. Решение имеет тип matr_asse_gene_R. Этот выбор не доступен с методом “DEVOGE”.

3.2 Ключевое слово AMOR_MODAL

Данное ключевое слово позволяет учесть затухание, эквивалентное модальному затуханию, разбитому на основе способов, предварительно вычисленных методом mode_meca. Это затухание учитывается в динамическом уравнении баланса как силовая поправка с вторым членом -C X.

3.2.1 Операнды AMOR_REDUIT/LIST_AMOR

 ◊ / AMOR_REDUIT = Lη

Список сокращенных затуханий (η1, η2, … , ηN - коэффициенты критического затухания) соответствует каждому типу системы в списке сущностей. Этот выбор не доступен в методе динамических подструктур, так как сокращенные затухания должны быть определены для каждой подструктуры отдельно (оператор MACR_ELEM_DYNA (U4.65.01)).

Замечание:

Если количество сокращенных затуханий ниже, чем число используемых базисных векторов в модальной базе, то затухания дополнительных векторов берутся из последнего списка затуханий.
 / LIST_AMOR = c_formuleη

Список типа listr8 содержит сокращенные затухания.

3.3 Схемы интегрирования. Ключевое слово SCHEMA_TEMPS

С помощью данного ключевого слова задаются параметры метода интегрирования. Методы интегрирования выбираются операндом SHEMA.

3.3.1 Операнд CHEMA.

 ◊ SCHEMA =

Выбирает численный метод.

В случае обычного вычисления методом модальной рекомбинации пользователь может выбирать среди шести явных, неявных и целочисленных методов.

В случае вычисления методом динамических подструктур (R4.06.04) ускоренный метод вычисления по модальной базе использует метод подструктур, который поддерживает все схемы интегрирования, кроме целочисленной. С другой стороны, ускоренный метод вычисления по базе подструктур поддерживает только метод Эйлера и схемы с адаптивным временным шагом.

3.3.1.1 SCHEMA = “NEWMARK”: неявная схема

Этот метод подходит только для линейных случаев. Это схема решения по умолчанию. Определяется двумя параметрами интегрирования - β и γ:

 ◊ BETA = Valeur

Величина параметра β метода NEWMARK. По умолчанию β=0.25

 ◊ GAMMA = gamm

Величина параметра γ метода NEWMARK. По умолчанию γ=0.25.

3.3.1.2 SCHEMA = “EULER”: явный метод первого порядка

Метод поддерживает расчет с возможностью учета местных нелинейностей.

3.3.1.3 SCHEMA = “DEVOGE”: явный метод четвертого порядка

Метод поддерживает расчет с возможностью учета местных нелинейностей.

3.3.1.4 SCHEMA = “ADAPT_ORDRE2”: явный метод второго порядка

Метод поддерживает расчет с возможностью учета местных нелинейностей. Он использует схему центральных разностей; алгоритм адаптации временного шага основываются на вычислении "истинной частоты":

U4.53.21 3.3.1.4 1.png

Задается после операндов, определяющих метод с адаптивными временными шагами. Это операнды, идущие после ключевого слова INCREMENT:

 ◊ NB_POIN_PERIODE = N 

Количество точек в периоде. Именно этот параметр фиксирует точность расчета. Должен быть меньше или равен 20; его значение по умолчанию (50) гарантирует удовлетворительную точность (порядка 1 %) в большей части случаев.

 ◊ VITE_MIN =

Метод вычисления скорости опорной точки, используемой для нахождения истинной частоты. Когда знаменатель истинной частоты (xn-xn-1) становится малым, вышеупомянутое может стать очень высоким, что приводит к необоснованному уменьшению временного шага. Чтобы избежать этого, алгоритм использует следующий критерий:

U4.53.21 3.3.1.4 2.png

Vmin может быть вычислена двумя способами в зависимости от VITE_MIN:

U4.53.21 3.3.1.4 3.png - для всех степеней свободы.

Используется:

  • Если система имеет несколько степеней свободы.
  • Если величина смещения не сильно изменяется в зависимости от степени свободы.
U4.53.21 3.3.1.4 4.png - для i-й степени свободы.

Используется:

  • Система имеет небольшое число степеней свободы (от 1 до 3)
  • Для систем с несколькими степенями свободы, если величина смещения сильно изменяется в зависимости от степени свободы
  • Если величина скорости не сильно изменяется с течением времени
 ◊ NMAX_ITER_PAS = N

Максимальное количество сокращений шага времени в одном шаге расчета. Оно равно по умолчанию 16, что ограничивает коэффициент сокращения шага значением 0,7516=10-2 за итерацию (когда шаг времени слишком высок, возобновляется расчет с более мелким шагом: ΔtN'=0,75ΔtN).

NMAX_ITER_PAS может быть:

  • увеличено, чтобы разрешить более значительное уменьшение шага по времени
  • уменьшено, если шаг по времени кажется чересчур малым, например при неоднородностях (сухое трение, импульсные нагрузки, …)

Если на заданном интервале достигается максимум количества последовательных сокращений временного шага, то программа все равно будет считать, что текущая итерация завершена и перейдет к следующей. Но будет выдано предупреждение о возможном снижении точности и совет пользователю начать вычисление заново с измененными параметрами (путем изменения PAS, NMAX_ITER_PAS и/или COEF_DIVI_PAS), чтобы преодолеть проблемы с меньшим временным шагом.

 ◊ COEF_MULT_PAS = cmp

Это коэффициент увеличения шага, когда погрешность достаточно мала:

U4.53.21 3.3.1.4 5.png

Значение коэффициента по умолчанию (cmp=1.1) гарантирует устойчивость и точность, но может быть увеличено (до значения 1.3), чтобы ускорить интегрирование.

 ◊ COEF_DIVI_PAS = cdp

Коэффициент уменьшения временного шага (>1), когда погрешность больше 1, счетчик итераций (N_MAX_ITER_PAS) не достиг максимума и шаг по времени не достиг минимального значения:

U4.53.21 3.3.1.4 6.png

Значение по умолчанию равно 1.3333334, что соответствует коэффициенту сокращения шага 0.75.

 ◊PAS_LIMI_RELA = plr

Коэффициент применяется к начальному шагу по времени и определяет предел его измельчения:

ΔTmin=plr Δtinitial

Значение по умолчанию равно 1.33333334, что соответствует коэффициенту сокращения шага 0.75.

3.3.1.5 SCHEMA = “RUNGE_KUTTA_54”: схема с адаптивным шагом

Эта схема принадлежит семейству схем интегрирования типа Runge-Kutta. В данном случае это явная схема интегрирования Dormand-Prince (54) (R5.06.04) с адаптивным временным шагом.

Схема "RUNGE_KUTTA_54" поддерживает учет всех нелинейностей, доступных в операторе, за исключением нелинейностей текучих лопаток.

Вычисление оптимального временного шага производится исходя из ошибки между приближениями 5 и 4 порядков прогнозируемого вектора состояния (конкатенация векторов смещения и скорости).

Данная схема основывается на проверке относительной погрешности:

err<=1
U4.53.21 3.3.1.5.png
где:
  • yil – предполагаемое значение 5 порядка компонента i вектора состояния y
  • ŷli – предполагаемое значение 4 порядка компонента i вектора состояния y
  • n – размерность вектора состояния y
  • y0i – значение компонента i вектора состояния y в текущий момент
 ◊ TOLERANCE = tol

Величина для проверки относительной погрешности, вводимая пользователем. По умолчанию имеет значение 1.E-3.

3.3.1.6 SCHEMA = “RUNGE_KUTTA_32”: схема с адаптивным шагом

Как и “RUNGE_KUTTA_54”, схема “RUNGE_KUTTA_32” принадлежит к семейству методов интегрирования Runge-Kutta. В данном случае это явный метод интегрирования Bogacki-Shampine (32) (R5.06.04) с адаптивным временным шагом.

Как и в предыдущем методе, здесь поддерживается учет нелинейностей, доступных в операторе, кроме нелинейностей текучих лопаток.

В данной схеме вычисление оптимального шага по времени производится за счет разницы между приближениями 3 и 2 порядков прогнозируемого вектора состояния. Вычисление оптимального временного шага происходит также, как и в предыдущем методе.

3.3.1.7 SCHEMA = “ADAPT_ORDRE1”: явный метод первого порядка

Данный метод является альтернативой ранее упомянутому методу “ADAPT_ORDRE2”. На самом деле, это версия метода Эйлера с адаптивным временным шагом. Метод использует ту же адаптивную схему, что и метод 2 порядка: синтаксис ключевых слов и методы вычисления шага по времени те же.

3.3.1.8 SCHEMA = “ITMI”: схема интегрирования для вычисления ответа слабочувствительных механических систем с гидроупругими связями

Данный метод интегрирования позволяет получить точный ответ слабочувствительных систем путем учета изменений гидроупругих сил, возникающих при ударах.

Описываемые ниже ключевые слова, специфичные для данного расчета, могут быть ассоциированы с нелинейностями в узлах типа удара или узлах типа трения.

 ◊ BASE_ELAS_FLUI = mix

Это модальная база, используемая для вычислений.

Решения типа melasflu производится оператором CALC_FLUI_STRU (U4.66.02), который содержит все модальные базы, вычисленные для различных уровней потока. Это ключевое слово обязательно для метода "ITMI".

Ускоренное вычисление по модальной базе для гидроупругих связей производится с учетом значений дополнительного износа из-за потока жидкости, который указывается во входных данных melasflu. Модальные затухания и восстановленная гидроупругая база заменяют аналоги под ключевым словом AMOR_REDUIT оператора DYNA_TRAN_MODAL.

 ◊ NUMERIQUE_VITE_FLUI = Nvitf

Уровень потока для вычисления (порядковый номер).

Позволяет извлекать из решения melasflu модальную базу, соответствующую уровню потока (U4.66.02). Это ключевое слово обязательно для метода "ITMI".

 ◊ ETAT_STAT = 

Для слабочувствительных систем данная опция позволяет избежать затратных вычислений линейной стадии, предшествующей первому удару. Эта стадия, называемая “переходной”, предшествует основной и состаляет последовательность нелинейных стадий удара и/или линейных стадий “полета” в соответствии с приложенными к механической системе силами. Время перехода соответствует смещению, равному величине ошибки останова. Оно может быть довольно значительным (50-100 с).

   ETAT_STAT = 'OUI': переход только по одному временному шагу вычислений, который допускает переходная стадия.

Переход в переходной стадии выполняется путем допущения того, что механическая система находится в режиме “полета”. Время, необходимое на переход оценивается алгоритмически в зависимости о характеристик механической системы в режиме “полета”. Оценка основывается на критерии, использующем параметр PREC_DUREE и периоды возбуждения из-за турбулентных сил.

Замечание: при запуске вычисления с шагом по времени в переходной стадии, необходимо заботиться о введении достаточно длинного периода возбуждения. При этом он должен соответствовать времени, на которое увеличивается период в установившемся режиме при переходе. Полный период вычислений задается операндами INST_INIT и INST_FIN ключевого слова INCREMENT.

   ETAT_STAT = ‘NON’: программа не различает переходный и установившийся режимы.
 ◊ PREC_DUREE = prec

Определяет точность периода переходной стадии в соответствии с формулой:

U4.53.21 3.3.1.8.png, где ξ0 и ω0 - приведенное затухание и биение соответственно. Значение данного параметра по умолчанию равно 1%.
 ◊ CHOC_FLUI =

Определяет обработку, выполняемую алгоритмом в течении ударной стадии в отношении к гидроупругим силам.

По умолчанию изменения гидроупругих сил на ударной стадии, которые имеют отношение к измению жесткости и затуханию механической системы не учитываются.

 ◊NB_MODE = Nmode

Количество вариантов модальной базы, полученных для динамических расчетов. Сохраненные варианты соответствуют увеличению частоты. Если NB_MODE не определен, то используются все варианты модальной базы типа melasflu.

 ◊ NB_MODE_FLUI = Nmodef

Количество записей в модальной базе, возбужденных гидроупругими силами на фазе удара (меньше числа записей для динамического вычисления).

Данные записи соответсвуют возрастанию частоты, начальное значение частоты задается через Nmodef. Если NB_MODE_FLUI не определен, то подставляется число режимов для динамического вычисления.

 ◊ TS_REG_ETAB = tsimu

Продление желаемого моделирования.

Из-за симуляции без предварительных вычислений во время переходных вычислений (ETAT_STAT = 'NON') данный период соответствует периоду симуляции какой бы ни была система между началом и концом симуляции. Следовательно, необходимо быть уверенным, что:

   TS_REG_ETAB ≤ INST_FIN - INST_INIT 

По умолчанию будет иметь значение: TS_REG_ETAB = INST_FIN - INST_INIT

В случае моделирования с расчетом переходной фазы (ETAT_STAT = 'OUI'), этот период соответствует периоду желаемого моделирования, когда фаза шока установлена с числовой точки зрения. Следовательно должны будем убедиться, чтобы:

   TS_REG_ETAB <= INST_FIN - INST_INIT

В случае, если это условие не соблюдено, пользователь об этом будет проинформирован с точностью минимального времени возбуждения, требуемого для расчета INST_FIN - INST_INIT. По умолчанию, имеем:

   TS_REG_ETAB = INST_FIN - INST_INIT

Замечания:

Эта схема интегрирования не используется в продолжении и не позволяет провести расчет методом динамических подструктур.
Присутствие ключевого слова SHOCK обязательно даже для моделирования фаз без удара, называемых “фазами полета”.
Учет нелинейностей типа текучих лопаток не было введено до сих пор в схему интегрирования.

3.4 Ключевое слово INCREMENT

3.4.1 Операнды LIST_INST/ PAS / VERI_PAS / PAS_MINI / PAS_MAXI

 ♦ /LIST_INST = l_temp

Списки сущностей типа listr8. Данный список определяет времена вычислений ti решения.

  • Схемы “RUNGE_KUTTA_54” и “RUNGE_KUTTA_32”:

Для данных методов LIST_INST не учитывается.

 /PAS = dt
  • Схемы “EULER”, “DEVOGE”, “NEWMARK”:

Шаг времени переходного вычисления.

  • Схемы “ADAPT_ORDRE1” и “ADAPT_ORDRE2”:

Указывает начальное занчение шага по времени, используемое алгоритмом. Данный параметр должен быть достаточно мал:

  • Чтобы была возможность вычислить статические фазы (всегда используется максимальный шаг по времени)
  • Чтобы корректно запустить алгоритм

Однако значение должно быть достаточно большим, чтобы не вычисление не штрафовалось.

  • Схема “ITMI”:

Указывает шаг по времени для первой итерации вычисления (после возможного перехода переходного процесса). Далее алгоритм автоматически управляет шагом вычисления в зависимости от устойчивости и областей ударов.

  • Методы “RUNGE_KUTTA_54” и “RUNGE_KUTTA32”:

Указывает начальный шаг по времени, вводимый пользователем. Если ошибка между контрольными точками err ≤1, то это первый шаг вычисления. Если нет, то алгоритм автоматически выбирает шаг, необходимого порядка для проверки. Далее выбор шага происходит автоматически.

 ◊ VERI_PAS = item

Проверка временного шага вычисления в сравнении с задаваемым ограничением в соответствии с наибольшей частотой рассматриваемых режимов модальной базы и в соответствии с базой подструктур.

 # Операнды, определяющие методы интегрирования с адаптивными шагами по времени “ADAPT_ORDRE1”, “ADAPT_ORDRE2” такие же как для RUNGE_KUTTA_54” и “RUNGE_KUTTA_32”.
 ◊ PAS_MAXI = dtmax

Максимальное значение шага по времени. Если соблюдены условия увеличения шага, то он будет увеличиваться, пока не достигнет максимального значения.

Если пользователь не задал значение этого необязательного параметра, то методы “ADAPT_ORDRE1”, “ADAPT_ORDRE2” будут использовать значение, отмеченное dts, начиная с базовой частоты среза (с возможностью коррекции жесткостью ударов). С другой стороны, методы Runge-Kutta не имеют верхнего предела по величине временного шага.

Чтобы найти операцию предыдущих версий кода, достаточно принять dtmax=dt, поэтому значение PAS будет равно значению PAS_MAXI.

Если пользователь задаст значение больше dts, то будет выдано предупреждение о возможной потере точности.

 ◊ PAS_MINI = dtmin

Минимальное значение шага по времени. Если выполняются условия уменьшения шага по времени, то шаг будет уменьшаться, пока не достигнет этого занчения.

Если пользователь не задал значение этого необязательного параметра, то программа будет выполняться с минимальным шагом, начиная с PAS_LIMI_RELA.

Чтобы определить операцию предыдущей версии программы, достаточно определить PAS_MINI.

3.4.2 Operands INST_INIT / INST_FIN / NUME_FIN

 ◊ INST_INIT = to
  • Методы ‘EULER’, ‘DEVOGE’, ‘NEWMARK', ‘ADAPT_ORDRE1’ и 'ADAPT_ORDRE2':

Время начала ускоренного вычисления. При возврате используется ключевое слово INST_INIT или берется значение, равное последнему по времени из предыдущего вычисления. Операнд INST_INIT должен использоваться только, если не возобновляется предыдущее вычисление.

  • Метод ‘ITMI’:

Указывает время начала вычислений. Когда вычисление требуется вычисление с шагом по времени в переходной стадии, то расчет начинается с момента INS_INIT + время CPU.

 ◊ / INST_FIN = tf

Момент окончания вычислений.

   / NUME_FIN = tf

Порядковый номер времени окончания вычислений в списке LIST_INST.

3.5 Ключевое слово ETAT_INIT

Данное ключевое слово позволяет возобновить ускоренное вычисление, путем возврата в исходное состояние:

  • Результат вычисления модальным синтезом, предшествующий EXCIT(RESULTAT)
  • Возможные перемещения и скорости в форме обобщенных векторов EXCIT (DEPL и VITE)

Замечания:

  • Данная функциональность не доступна при расчетах ни переходным субструктурированием без двойной проекции ни методом ITMI.
  • Во время продолжения состояния связей и ударов не сохраняются.
  • Перемещения и скорости в обобщенном виде должны быть получены с помощью оператора PROJ_VECT_BASE (U4.63.13) начиная с модальной базы, используемой для обобщенных матриц жесткости, или с оператора RECU_GENE (U4.71.03).

3.5.1 Операнды RESU / DEPL / VITE

 / RESULTAT = tran

Решение типа tran_gene, полученное в предыдущем вычислении оператора DYNA_TRAN_MODAL.

 / | DEPL = C 

Решение типа vect_asse_gene обобщенных начальных перемещений.

 IVITE = vo

Решение типа vect_asse_gene обобщенных начальных скоростей.

3.5.2 Операнды INST_INIT / NUME_ORDR

 ◊ / INST_INIT = to

Момент из предыдущего расчета, который берется за начальное состояние при восстановлении. При отсутствии этого операнда, время восстановления берется равным последнему сохраненному моменту из предыдущего расчета.

   / NUME_ORDRE = nuord

Назначает номер записи предыдущего расчета для использования в качестве начальных условий при восстановлении.

3.5.3 Операнд CRITERE

 ◊ CRITERE

Указывает точность по времени для расчета:

 “RELATIF”: интервал расчета [(1-prec) .instant, (1+prec) .instant]
 “ABSOLU”: интервал расчета [time-prec, instant+prec]
 “RELATIF” является критерием по умолчанию.

3.5.4 Операнд PRECISION

 ◊ PRECISION = / 1.E-06 [DEFAUT]
               / prec [R8]

Указывает точность по времени для расчета.

3.6 Описание нагрузок отдельными переменными: ключевое слово EXCIT

 ◊ EXCIT

Ключевое слово определяет нагрузку. Ключевое слово должно повторяться множество раз, если есть обобщенный вектор нагрузок fi. Общая нагрузка будет суммой этих векторов. Это ключевое слово позволяет определить нагрузки, имеющие форму перемноженных векторов.

3.6.1 Операнды VECT_ASSE_GENE / NUME_ORDRE

Нагрузки учитываются векторной проекции на модальную базу EXCIT=_F(VECT_ASSE_GENE), или в форме модального компонента EXCIT=_F(NUME_MODE) или обоими способами сразу.

 VECT_ASSE_GENE = v

Обобщенный вектор, описывающий пространственное распределение нагрузок. Реешение имеет тип vect_asse_gene.

Обобщенные векторы должны задаваться оператором PROJ_VECT_BASE(U4.63.13), начиная с модальной базы, используемой для обобщенных матриц. В случае расчета методом динамических подструктур обобщенные векторы должны задаваться оператором ASSE_VECT_GENE(U4.65.05), начиная с обобщенной нумерации, использованной для обобщенных матриц.

 /NUME_ORDRE = nmordr

Порядковый номер режима возбуждения структуры (Внимание! Не надо смешивать порядковый номер режима из модального расчета с порядковым номером режима из Code_Aster NUME_MODE).

3.6.2 Операнд FONC_MULT / COEF_MULT

 ♦ / FONC_MULT = F

Функция времени, описывающая временные изменения вектора нагрузок.

   /COEF_MULT = multiplying

Коэффициент обобщенного вектора (текущее постоянное значение по отношению ко времени).

3.7 Ключевое слово EXCIT_RESU

Ключевое слово определяет нагрузку в форме обобщенной временной эволюции без разделения переменных (наиболее важное значение). Данная временная эволюция может быть рассчитана оператором PROJ_BASE с опцией RESU_GENE, который выполняет проекцию результата переходной динамики (dyna_trans).

3.7.1 Ключевое слово RESULTAT

 ♦ / RESULTAT = resu_gene

Структура данных resu_gene, определяющая обобщенную нагрузку.

3.7.2 Операнд COEF_MULT

 ◊ / COEF_MULT = F

Коэффициент умножения со значение по умолчанию равным 1.0.

3.8 Типичные случаи сейсмического анализа

3.8.1 Учет режимов, игнорируемых при статической коррекции: операторы CORR_STAT, MODE_CORR and D_FONC_*

При сейсмическом анализе возбужденных моно структур имеется возможность эмпирического учета игнорируемых узлов. В этом случае во время возврата на физической основе, рассчитанные относительные перемещения (соответственно и скорости и ускорения) корректируются в псевдо-режиме.

Детали данного вида коррекции находятся в (R4.05.01).

Значение CORR_STAT=‘OUI’ под ключевым словом EXCIT позволяет учитывать режимы, игнорируемые при статической коррекции, это обязательно для ключевых слов MODE_CORR, D_FONC_DT и D_FONC_DT2.

 ◊ MODE_CORR = modcor

Решение типа mult_elas, получаемое макрокомандой MACRO_ELAS_MULT (U4.51.02) или mode_meca, которое соответствует линейной статической реакции структуры с модулем силы, приложенным в направлении рассматриваемого потрясения.

Необходимо отметить, что чем больше значение нагрузки, сколько и направлений потрясений.

 ◊ EXCIT = _F(CORR_STAT)

Если присутствует MODE_CORR, то CORR_STAT=“OUI” позволяет эмпирически учитывать вклад модальной коррекции в каждом появлении ключевого слова EXCIT.

 ◊ EXCIT = _ F (D_FONC_DT and D_FONC_DT2)

D_FONC_DT и D_FONC_DT2 это, соответственно, первая и вторая производные по времени заданных акселерограмм, рассматриваемых в каждом сейсмическом направлении операндом FONC_MULT. Они эмпирически уравновешивают вклад модальной коррекции при каждом появлении ключевого слова EXCIT для получения корректировок скоростей и ускорений на физической основе.

Замечания:

  • Учет статической коррекции исключает многоопорные формы
  • Решения mult_elas должны опираться на когерентные числа расчетов (даже в профиле и даже при перенумерации) из оператора DYNA_TRAN_MODAL.
  • i-му включению EXCIT соответствует i-е эластичное решение MODCOR.

3.8.2 Учет многоопорности: ключевые слова MODE_STAT, MULTI_APPUI и ACCE, VITE, DEPL

В многоопорных структурах для восстановления величин рассчитанных в абсолютных координатах системы или для учета нелокализованных нелинейностей, необходимо вычислить обобщенную реакцию с учетом компонентов привода.

Ключевые слова MODE_STAT, MULT_APPUI, ACCE, VITE, DEPL, DIRECTION и NODE или GROUP_NO, специфичные для учета многоопорности, должны присутствовать одновременно.

Решение типа cham_no, являющееся следствием проекции оператором CALC_CHAR_SEISME, представляет собой вектор вектор возбуждений на опоре. Не стоит забывать, даже если информация может казаться избыточной для данных об опорах и направлений сотрясений.

 ◊ MODE_STAT = psi

Решение имеет тип mode_meca и является результатом оператора MODE_STATIQUE (U4.52.14), который соответствует (3 или 6) nb_supports статических узлов (где nb_supports - количество узлов, подвергшихся влиянию различных ускорений).

 ◊ EXCIT = _F (MULT_APPUI)

При расчете сейсмической реакции многоопорной структуры MULT_APPUI='OUI', то каждый раз вектор абсолютных перемещений в каждой рассматриваемой точке удара происходит определение присутствия удара и расчет соответствующих ударных сил. Если MULT_APPUI='NON', то каждый раз вектор относительных перемещений в каждом узле подобен вектору ударов.

 ◊ EXCIT = _F ( / ◊ ACCE =ac ,
                  ◊ VITE = vi ,
                  ◊ DEPL = dp )

Это названия функций ускорения (ACCE), скорости(VITE) и перемещения (DEPL), которые используются во время вычислений сейсмических реакций многоопорных структур.


Замечание:

Если структура является моновозбужденной, то акселерограмма определяется ключевым словом FONC_MULT.

 ◊EXCIT = _F (DIRECTION = (dx, Dy, dz, drx, dry, drz))

Компоненты вектора задают направления сотрясения всей опоры.

 ◊ EXCIT = _F ( / NODE  = lno
                / GROUP_NO = lgrno )

Список имен узлов (групп узлов), соответствующих возбужденным опорам, в которых произошли сотрясения.

 ◊EXCIT = _F (VECT_ASSE_GENE = v)

Векторная проекция сейсмического возбуждения (получается из CALC_CHAR_SEISME(U4.63.01)).

3.9 Учет переходной вращательной скорости

3.9.1 Операнд VITESSE_VARIABLE

Уточняет является ли вращательная скорость переменной времени (VITESSE_VARIABLE=“OUI” для переходной скорости) или константой (VITESSE_VARIABLE = “NON”).

3.9.2 Операнды VITE_ROTA, MATR_GYRO, ACCE_ROTA и MATR_RIGY

Данные операнды являются параметрами, определяющими переходную вращательную скорость.

Если VITESSE_VARIABLE = “OUI”, то нужно уточнить следующие параметры:

 ♦ VITE_ROTA =

Задает угловую скорость ротора.

 ♦ MATR_GYRO =

Матрица затуханий.

 ◊ ACCE _ROTA =

Задает угловое ускорение ротора.

 ◊ MATR _RIGY =

Матрица жесткости.

Если VITESSE_VARIABLE = “NON”, то необходимо задать константное значение вращательной скорости:

 ♦ VITE_ROTA =

Скорость вращения ротора (по умолчанию равна 0).

3.10 Учет нелокализованных нелинейностей стандартных ударов, трения, расщепленных роторов и текучих лопаток

3.10.1 Учет нелокализованных нелинейностей стандартных ударов и трения: ключевое слово SHOCK

 ◊CHOC = 

Данное ключевое слово используется изучения структуры реакций (обычно малых), перемещения которых ограничены в одной (или нескольких) точках, заранее не определенных пользователем, в присутствии препятствия (различные типы препятствий описаны в документе (U4.44.21) для оператора DEFI_OBSTACLE), другой противодействующей структуры или при эффекте текучих лопаток.

3.10.1.1 Операнд INTITULE

 ◊ INTITULE = int

Позволяет именовать нелинейности (не более 8 символов). Если ничего не задано пользователем, то заголовок будет иметь вид NOEUD_1.

3.10.1.2 Операнды NOEUD_1 / NOEUD_2 / GROUP_NO_1 / GROUP_NO_2. / GROUP_MA

 ♦ NOEUD_1 или GROUP_NO_1

Узел или имя группы узлов структуры, к которой имеет отношение условие нелинейности. В случае нелинейного вычисления динамическим подструктурированием, указывает на узел удара, имеющего отношение к первой подструктуре (различные подструктуры не принадлежат той же самой сетке).

 ◊ NOEUD_2 или GROUP_NO_2

Узел или имя группы узлов второй структуры, к которой не имеет отношение условие линейности. Этот операнд связан с определением контакта между двумя мобильными структурами.

В случае нелинейного вычисления динамическим подструктурированием, определяет узел удара, совпадающего с узлом, обозначенным в NOEUD_1 (или GROUP_NO_1), но имеющий отношение к второй подструктуре.

 ♦GROUP_MA или NETS

Может войти в узлы ударов наоборот в форме сетки SEG2. Таким образом сохраняется тот же самый способ описания ударов, что и в DYNA_NON_LINE с дискретными элементами ударов (DIS_CHOC). Можно войти в список MESH или GROUP_MA.

3.10.1.3 Операнд OBSTACLE

 ♦ OBSTACLE = obs

Имя решения типа obstacle, определяющего геометрию деформируемого препятствия или формирует зазор между двумя противодействующими структурами. Производится оператором DEFI_OBSTACLE(U4.44.21).

3.10.1.4 Операнд NORM_OBST

 ♦NORM_OBST = NOR

Список 3 типов сущностей, определяющих норму плоскости среза препятствия, то есть вектор Xloc. Советуем, чтобы Xloc был направлен по нейтральному слою или по образующей изученной структуры.

3.10.1.5 Операнд ORIG_OBST

Список 3 типов сущностей, определяющих положение препятствия в всей опоры (обязательное ключевое слово в случае ударов между мобильной структурой и неподвижной стеной). В случае ударов между двумя мобильными структурами программа полагает по умолчанию, что положение расположено в середине двух узлов удара NOEUD_1 (или узла GROUP_NO_1) и NOEUD_2 (или узла GROUP_NO_2).

3.10.1.6 Операнд CLEARANCE

 ◊ JEU = clearance

В случае шока между мобильной структурой и недеформируемым препятствием, операнд показывает:

  • Полуплоскости между препятствиями типов PLAN_Y и PLAN_Z
  • Радиусы окружностей для препятствий типа CERCLE

Данное ключевое слово не используется при дискретных препятствиях типа DISCRET с сегментами.

Замечание:

Препятствия типов PLAN_Y или PLAN_Z фактически включает две плоскости препятствий. Таким образом, в случае если пользователь желает моделировать удары в одной плоскости, чтобы не быть стесненным скачком назад структуры, изученной в симметричной плоскости, рекомендуем пользователю его оттолкнуть очень далеко (см. Рисунок).

U4.53.21 3.10.1.6.png

Замечание

Данное ключевое слово не используется при ударах между мобильными структурами.
Различные значения зазоров представлены в документации по DEFI_OBSTACLE (U4.44.21).

3.10.1.7 Операнд ANGL_VRIL

◊ ANGL_VRIL = gamma γ – угол в градусах, определяющий угловое положение локально системы координат препятствия на его плоскости.

По условию, норма n на плоскости среза препятствия NORM_OBST определяет ось Xloc локальной системы координат. Переход из исходной системы координат X, Y, Z к системе координат плоскости препятствия n, y2, z2 производится путем вращения на угол α вокруг оси Z и на угол β вокруг оси Y.

Положение препятствия на этой плоскости получается путем вращения на угол β вокруг нормали Xloc.

U4.53.21 3.10.1.7.png

Углы α и β автоматически задаются от нормали к препятствию n. Локальная система координат Xloc, Yloc, Zloc получается из n, y2, z2 путем вращения на винтовой угол ANGL_VRIL вокруг n.

Замечания:

  • Если пользователь что-либо не задал, то винтовой угол в случае ударов вычисляется программой между двумя мобильными структурами с препятствиями типа BI_PLAN.
  • По отношению к другим типам препятствий, значение γ по умолчанию нулевое.

3.10.1.8 Операнды DIST_1 / DIST_2

 ◊ DIST_1 = dist1

Дистанционные характеристики окружающего вещества NOEUD_1: no1 (или GROUP_NO_1).

Операнд используется при контакте двух мобильных структур.

 ◊DIST_2 = dist2

Дистанционные характеристики окружающего вещества NOEUD_2: no2 (или GROUP_NO_2).

Операнд используется при контакте двух мобильных структур.

Замечание:

  • DIST_1 и DIST_2 определены со значениями норм выходящих векторов и имеют положительное значение, т.к. они представляют собой толщину изучаемых структур.
  • Из-за расчета нормального расстояния от удара сумма DIST_1 и DIST_2 должна быть достаточно большой по сравнению с предполагаемой амплитудой относительного перемещения узлов при ударе (R5.06.03).

3.10.1.9 Операнды SOUS_STRUC_1 / SOUS_STRUC_2

 ◊ SOUS_STRUC_1 = ss1

Имя подструктуры, содержащей узел удара сообщаемый ключевым словом NOEUD_1 (или GROUP_NO_1).

 ◊ SOUS_STRUC_2 =ss2

Имя подструктуры, содержащей узел удара сообщаемый ключевым словом NOEUD_2 (или GROUP_NO_2)

3.10.1.10 Операнд REPERE

 ◊ REPERE = item

Определяет ссылку, указывающую на место определения препятствия.

 / “GLOBAL”

Абсолютная позиция препятствия, определенная независимо от вращений и смещений, которым подвержены различные подструктуры.

 / nom_sst

Имя подструктуры.

Положение и норма препятствия определенные в ссылке, используемые чтобы определять координаты узлов подструктуры nom_sst, окончательное положение и норму препятствия в результате вращения и переноса, которым подвергнута подструктура.

3.10.1.11 Операнд RIGI_NOR

 ♦ RIGI_NOR = kN

Значение нормальной жесткости удара (Н/м в системе СИ).

3.10.1.12 Операнд AMOR_NOR

 ◊ AMOR_NOR = Cn

Значение нормального затухания удара (Н * м/c в системе СИ).

3.10.1.13 Операнд RIGI_TAN

 ♦RIGI_TAN = kt

Значение тангенсальной жесткости удара (Н/м в системе СИ).

3.10.1.14 Операнд AMOR_TAN

 ◊AMOR_TAN = ct

Значение тангенсального затухания удара (Н * м/c в системе СИ).

Замечание:

Если жесткость kt задана и ключевое слово AMOR_TAN отсутствует, то программа вычисляет затухание с минимальными остаточными колебаниями в связях по формуле:
U4.53.21 3.10.1.14.png
где i – индекс доминирующего режима в реакции структуры.

3.10.1.15 Операнд FROTTEMENT

 ◊FROTTEMENT = / “NON”

Состояние контакта без трения.

 / “COULOMB”
 ♦ COULOMB = driven

Значение коэффициента кинетического трения (безразмерная величина).

 / “COULOMB_STAT_DYNA”
 ♦ COULOMB_STAT = driven

Значение коэффициента сцепления (безразмерная величина).

 ♦ COULOMB_DYNA = mud

Значение коэффициента трения (безразмерная величина).

3.10.2 Локализованные нелинейности расщепленных роторов: ROTOR_FISS

Данный оператор применяется при переходном расчете локализованных нелинейностей типа “расщепленный ротор” для сборок на валу, моделируемых в одном измерении. Рассматриваемые расщепления полностью включены в сечение ротора. Они разделены на два различных узла со смешанными координатами, совмещенных с левой и правой частью сборочного вала соответственно. Таким образом, они представляют левый и правый край расщепления.

Поведение расщепления задается с помощью модели жесткости расщепления и ее производной. Данная модель также позволяет производить квазистатические трехмерные расчеты. Она не зависит от геометрии, а зависит только от коэффициента расщепления поверхности в данном измерении.

 ◊ROTOR_FISS=_F (
     / ♦ / NOEUD_G = Левый край расщепления
         / GROUP_NO_G = Группа узлов левого края расщепления
       ♦ / NODE _D = Правый край расщепления
         / GROUP_NO_D =  Группа узлов правого края расщепления
       ♦ ANGL_INIT = Первоначальный угол расщепления в соответствии с его законом распределения
       ◊ ANGL_ROTA  = Функция, задающая модель угловой позиции расщепления по отношению к его закону распределения
       ♦ K_PHI   =  Закон распределения жесткости трещины
       ♦ DK_DPHI  = Производная закона распределения жесткости
                 )

Направление оси ротора:

Чтобы соблюдать тригонометрический смысл вращения, важно ориентировать ротор правильно: направление ротора автоматически ориентировано по расщеплению от левого края к правому.

3.10.3 Локализованные нелинейности типа текучих лопаток

Следующие ключевые слова и операнды относятся к переходным расчетам локализованных нелинейностей типа текучих лопаток. Данные нелинейности не доступны для методов интегрирования типа Runge-Kutta.

3.10.3.1 Ключевое слово PARA_LAMA_FLUI

В данном случае рассматриваемая система имеет форму:

U4.53.21 3.10.3.1 1.png

Таким образом, вторая производная η не задается явно. Для получения обобщенных ускорений используется алгоритм фиксированных точек:

U4.53.21 3.10.3.1 2.png

Формула высчитывается, пока алгоритм не сойдется.

Здесь U4.53.21 3.10.3.1 3.png - не задаются.

Ма – диагональная матрица, которая задает вклад нелинейностей типа текучих лопаток в матрицу масс.

λ – параметр (больше 1), используемый для гарантированной сходимости итераций фиксированной точки. По умолчанию равен 10.

Сходимость проверяется по следующей формуле:

U4.53.21 3.10.3.1 4.png
где ε – относительный остаток.

Операнды, доступные в данном ключевом слове:

 ◊NMAX_ITER = niter

Максимальное число итераций в алгоритме. По умолчанию niter=20.

 ◊RESI_RELA = relative

Относительный остаток. По умолчанию ε=10-3.

 ◊LAMBDA = lambda

Параметр сходимости. По умолчанию λ=10.

3.10.3.2 Операнды LAME_FLUIDE / ALPHA / BETA / CHI / DELTA ключевого слова SHOCK

 ◊ LAME_FLUIDE = item

Уточняет, есть ли взаимодействие между узлом и препятствием или между двумя узлами при нелинейностях типа текучих лопаток. По умолчанию, полагается соединение с сухим контактом.

Силы реакции при нелинейностях типа текучих лопаток (R5.06.05) принимают вид:

U4.53.21 3.10.3.2.png
где h – толщина лопатки в покое.
◊ ALPHA , BETA, CHI, DELTA

Параметры сил текучих лопаток.

3.11 Ключевое слово VERI_CHOC

Данное ключевое слово позволяет эмпирически вычислить склонность модальной базы к корректному представлению воздействий.

Если присутствует данное ключевое слово, то для каждого узла ударов в каждом режиме происходит расчет показателя восстановления статического решения:

U4.53.21 3.11 1.png

и расчет показателя восстановления сдвигающей силы:

U4.53.21 3.11 2.png

Вычисления происходят при накоплении значений для всех режимов в модальной базе.

Проверяется отчет пренебрегаемой гибкости (статическая гибкость минус восстановленная статическая гибкость): гибкость удара остается меньше, чем значение, задаваемое операндом SEUIL (SEUIL имеет значение 0.5 за каждую ошибку). Если проверка неверна:

  • Если STOP_CRITERE = ‘OUI’, то выполняемая программа останавливается со значением по умолчанию.
  • Если STOP_CRITERE = ‘NON’, то расчет продолжается, и выдается предупреждение.

Замечания:

  • Данная функциональность доступна только для препятствий типа plane или bi_plan.
  • Если значение показателя восстановления статического решения меньше порогового значения, то советуем дополнить модальную базу локальными режимами в точках удара, которые имеют значительную локальную гибкость.
  • Формула не применима в случае статических узлов (неинвертируемая матрица жесткости). Вычисления продолжаются без проверки критерия удара с информированием пользователя об этом.

3.12 Ключевое слово ANTI_SISM

Данное ключевое слово несовместимо с расчетами методом динамических подструктур. Оно позволяет вычислять нелинейные силы, присутствующие при условии расположения антисейсмического устройства между двумя противоположными узлами, имена которых определены ключевыми словами (NOEUD_1 или GROUP_NO_1 и NOEUD_2 или GROUP_NO_2):

U4.53.21 3.12.png
 ◊ RIGI_K1, RIGI_K2, SEUIL_FX, C, PUIS_ALPHA и DX_MAX

Параметры силы в присутствии антисейсмического устройства.

Значения параметров антисейсмического устройства типа JARRET на примере:

 K1=6. E + 06 Н/м   
 K2= 0.53 E + 06 Н/м  
 Py =1200.
 C = 0.07 E + 05 Нм/с,
 alpha =0.2 и  xmax =0.03 м (Если задача задана в системе Си).

3.13 Ключевое слово BUCKLING

Это ключевое слово используется для обнаружения возможной деформации и оценки остаточного напряжения элемента во время удара между двумя мобильными структурами или мобильной структурой и неподвижной стеной. Сила реакции во время удара с учетом деформации может быть получена по графику:

U4.53.21 3.13.png

Считается, что присутствует изгиб, если сила реакции F достигла предельного значения Flim, заданного пользователем. Нормальная жесткость удара после изгиба k2 отличается от жесткости до изгиба kn.

Далее рассматриваем операнды, специфичные только для BUCKLING. Другие ключевые слова позволяют определить места удара и идентичны операндам ключевого слова SHOCK.

 ◊ FNOR_CRIT = film

Предельная нормальная сила, которая приводит к изгибу структуры.

 ◊ FNOR_POST_FL = fseuil

Нормальная сила после изгиба, вызывающая остаточные деформации структуры.

 ◊ RIGI_NOR_POST_FL = k2 

Значение нормальной жесткости после изгиба.

Замечание:

Данный расчет ударов с изгибами не позволяет учитывать нелинейности типа текучих лопаток и затухания удара.

3.14 Ключевое слово RELA_EFFO_DEPL

 ◊ RELA_EFFO_DEP

Ключевое слово, позволяющее определить отношения сила-перемещение или момент-вращение на одной из степеней свободы, задаваемые в виде нелинейной кривой.

3.14.1 Операнд NOEUD

 ♦ NOEUD = No

Имя структуры, для которой определяются отношения.

3.14.2 Операнд SOUS_STRUC

 ◊ SOUS_STRUC = ss

Имя подструктуры, содержащей узел, указанный в операнде NOEUD.

3.14.3 Операнд NOM_CMP

 ◊ NOM_CMP = nomcmp

Имя компонента узла структуры, для которого определяются отношения.

3.14.4 Операнд RELATION

 ♦RELATION = F

Имя нелинейной функции.

Нелинейные отношения определяются на основе предела линейного поведения.

Замечание:

В противовес ключевому слову RELA_TRANSIS, не имеющего линейного предела, функция, определяемая ключевым словом RELATION определена на |-∞; ∞|. Нелинейная фаза постобработки соответствует интервалу, на котором линейный предел был нулевым.

Уравнение баланса для моделируемой структуры, подверженной горизонтальному ускорению основания ax по оси x, с учетом поправок на нелинейность имеет вид:

U4.53.21 3.14.4 1.png
где Fc – это корректирующая сила из-за нелинейности основания. Она может быть определена, например, следующим отношением:
U4.53.21 3.14.4 2.png, а для U4.53.21 3.14.4 3.png

На примере выше, таким образом, задается функция под операндом RELATION:

U4.53.21 3.14.4 4.png

3.15 Ключевое слово RELA_TRANSIS

 ◊ RELA_TRANSIS

Данное ключевое слово введено для обеспечения совместимости с предыдущими версиями. Оно соответствует ключевому слову RELA_EFFO_DEPL версии 4. Таким образом, оно позволяет, как и ключевое слово RELA_EFFO_DEPL, налагать отношения сила-перемещение на степени свободы узла, задаваемые в форме нелинейной функции. Нелинейные отношения определяются исходя из линейных ограничений поведения.

Операнды NODE, SOUS_STRUC, NOM_CMP и RELATION имеют то же значение, что и ключевые слова RELA_EFFO_DEPL, RELA_TRANSIS и RELA_EFFO_VITE, и поэтому не рассматриваются в данном параграфе.

3.16 Ключевое слово RELA_EFFO_VITE

 ◊ RELA_EFFO_VITE

Данное ключевое слово позволяет определить отношения типа сила-скорость степеней свободы узла, задаваемые в форме нелинейной функции.

Операнды NODE, SOUS_STRUC, NOM_CMP и RELATION имеют то же значение, что и ключевые слова RELA_EFFO_DEPL, RELA_TRANSIS и RELA_EFFO_VITE, и поэтому не рассматриваются в данном параграфе.

3.17 Ключевое слово COUPLAGE_EDYOS

 ◊ COUPLAGE_EDYOS

Это обязательное ключевое слово, связанное с программой EDYOS и вычисляющее реакции вращающихся механизмов на нелинейных опорах. Также должно быть указано ключевое слово PALIER_EDYOS.

3.17.1 Операнд VITE_ROTA

 ♦ VITE_ROTA = vrota

Задает вращательную скорость ротора в об/мин.

3.17.2 Операнд PAS_TPS_EDYOS

 ♦ PAS_TEMPS_EDYOS = dtedyos

Начальный шаг по времени для программы EDYOS.

3.18 Ключевое слово PALIER_EDYOS

 ◊ PALIER_EDYOS

Это второе ключевое слово, обязательно для программы EDYOS. Оно позволяет определить положение и тип нелинейных опор, реакции которых вычисляет EDYOS.

Для каждой нелинейной опоры определяются следующие данные:

  • положение опоры (как по имени узла в сетке, так и по имени группы узлов, содержащей этот единичный узел),
  • тип опоры (соответствующий конкретной модели в EDYOS).

Эти данные могут вводиться согласно двум операционным процессам.

То есть все данные находятся во внешнем текстовом файле, логическая структура которого определяется ключевым словом UNITE.

Также данные напрямую выводятся в командный файл через GROUP_NO или NODE и TYPE_EDYOS.

3.18.1 Операнд UNITE

 ♦ / UNITE = uled

Определяет логическую структуру внешнего текстового файла, который содержит определения положений и типов нелинейных опор.

Вот пример такого файла:

 2
 1 NOE0 PACONL
 2 NOE10 PACONL

Первая строка определяет количество нелинейных опор, в данном случае 2.

Далее каждая строка соответствует одной опоре и содержит 3 параметра: условный номер опоры, положение опоры (имя узла или группы соответствующих узлов) и модель опоры в EDYOS (в данном случае PACONL). По второму аргументу программа будет искать во всех узлах сетки, а если не найдет, то продолжится поиск других узлов с выдачей сообщения об ошибке, сообщающей какое из имен узлов не найдено. Тогда программа завершается с фатальной ошибкой.

3.18.2 Операнд GROUP_NO

 ♦ / GROUP_NO = grnoed

Группа узлов, содержащая узел, соответствующий положению рассматриваемой нелинейной опоры.

3.18.3 Операнд NOEUD

 ♦ / NOEUD = noeud

Имя узла, соответствующего положению рассматриваемой нелинейной опоры. Советуем использовать преимущественно GROUP_NO с NODE по причине более практичного именования.

3.18.4 Операнд TYPE_EDYOS

 ♦ / TYPE_EDYOS = / “PAPANL”,
                  / “PAFINL”,
                  / “PACONL”,
                  / “PAHYNL”,

Имя модели соответствующей модели опоры, следуя терминологии программы EDYOS. Разрешены только следующие типы нелинейных опор:

 PAPANL: подвижная стойка, 
 PAFINL: фиксированная стойка, 
 PACONL: опора без учета возможных контактов, 
 PAHYNL: гибридная опора (гидродинамическая / гидростатическая с восходящим тигелем).

3.19 Ключевое слово ARCHIVAGE

 ◊ ARCHIVAGE

Ключевое слово, определяющее регистрирование.

Замечание:

Для методов типа Runge-Kutta регистрирование происходит систематически во время расчета. Таким образом, значения, задаваемые операндами и PAS_ARCH не учитываются.

3.19.1 Операнд LIST_ARCH/INST

 ◊ / LIST_INST = l_arch

Список целых чисел, определяющих время вычисления, при котором решения помещаются в поле результата tran_gene.

 ◊ / INST 

Времена вычисления при которых решения помещаются в поле результата tran_gene.

3.19.2 Операнд PAS_ARCH

 ◊ PAS_ARCH = ipa
  • Методы “EULER”, “DEVOGE”, “NEWMARK”, “ITMI”:
Целое число, определяющее интервал помещения решения переходного расчета в результат tran_gene.
Если ipa = 5, то архивация происходит каждые 5 секунд.
Какая бы опция архивации ни была бы выбрана, решение при текущем шаге по времени и все поля связанные с ним архивируются для возможности последующего восстановления.
По умолчанию регистрируются все шаги по времени.
  • Методы “ADAPT_ORDRE1” и “ADAPT_ORDRE2”:
Целое число, позволяющее вычислить интервал между двумя моментами регистрации решения, равный PAS_ARCH*PAS. Согласно этому, шаг регистрации всегда больше или равен максимальному шагу вычисления.
При переменном шаге времена регистрации не соответствуют точно шагам вычисления. Таким образом, алгоритм архивирует число шагов вычисления, близкое к интервалам, заданному пользователем (на следующем графике - Tn).
U4.53.21 3.19.2.png

3.19.3 Операнд CRITERE

 ◊ CRITERE =

Указывает точность поиска времени, в котором должна происходить архивация:

 “RELATIF”: интервал поиска [(1-prec) .instant, (1+prec) .instant].
 “ABSOLU”: интервал поиска [time-prec, instant+prec].

По умолчанию используется ключ “RELATIF”.

3.19.4 Операнд PRECISION

 ◊   PRECISION = / 1.E-06 [DEFAUT]
                 / prec [R]

Указывает с какой точностью поиск времени архивации должен быть осуществлен.

3.20 Операнд INFO

 ◊ INFO = imp

Определяет печать в файл MESSAGE.

Если INFO=1, то печатается следующая информация:

 <I> <nom of the routine where information suivantes> is written

Если <I> <MDTR74>, то происходит стандартный расчет по модальной базе, иначе происходит расчет по модальной базе методом динамических подструктур.

 <----------------------------------------------> 
 Computation by modal superposition 
 ----------------------------------------------
 ! projection base is a >тип базы или проекции<
 ! Nb of equations is : Nb
 ! the method used is : >имя метода интегрирования<
 ! the base used is : >имя модальной базы<
 ! Nb of basic vectors is : nbb
 ! the initial time step is : начальное значение шага по времени
 ! Nb of pitch of file is : nba
 ! the number of place (X) of shock is: nbchoc
 (начало определений для адаптивных методов)
 ! many points not period : N LP 
 ! coefficient of increase of the time step : cmp
 ! coefficient of division of the time step : cdp
 ! minimal time step : dtmini 
 ! maximum time step : dtmaxi
 ! maximum number of reductions of the pitch : nbred
 !  variable  minimal  velocity        :   >метод расчета скорости<
 (конец определений для адаптивных схем)
 ! many computation steps are : nbc
 ! The time step of computation is : значение шага по времени вычисления
 ! the number of RELA_EFFO_DEPL is : nbrelaed
 (только если число отношений ненулевое)
 ! the number of RELA_EFFO_VITE is : nbrelaev
 (только если число отношений ненулевое)
 ----------------------------------------------

Если INFO=2, то печатается та же информация, что и при INFO=1, а также дополнительно:

Для каждого препятствия:

  • Номер и тип препятствия
  • Имя и координаты в глобальной системе координат узла удара (или узлов удара при ударах между мобильными структурами)
  • Направление в глобальной системе координат, нормальное к препятствию
  • Значение угла кручения
  • Значение начального зазора

Для каждого узла удара и для каждого режима значения локальной жесткости удара и уровень локальной податливости и локальной гибкости.

А также для каждого узла удара в конце печатается:

 RATE OF RESTIT COMPLIANCE: 9.9539E-01 – локальная гибкость 99.53%;
 RATE OF RESTIT SHEARING FORCE: 1.8979E-02 – сдвигающая сила 1.89%.

Это печатается для каждого режима.

Более того, печатается следующая информация:

  • Для каждого узла удара локальная гибкость, сообщаемая гибкостью удара и статическая гибкость минус локальная гибкость.
  • Для каждого режима его вклад в статическую деформацию в узлах удара. И включает обработку матрицы, замыкаемой модальным вектором и статически деформируемыми поверхностями, число обрабатываемых матриц для каждой поверхности.

3.21 Операнд IMPRESSION

Ключевое слово, позволяющее выводить в файл RESULTAT величины, не печатаемые другими операторами, такие как локальное перемещение, локальная скорость, силы контакта в узлах удара и значения, накопленные для всех режимов модальной базы проекции уровня воссоздания статического решения.

3.21.1 Операнды TOUT / NIVEAU

Данное ключевое слово позволяет печатать одну или несколько таблиц: “DEPL_LOC”, “VITE_LOC”, “FORC_LOC” и “TAUX_CHOC”. Если TOUT = “OUI” (значение по умолчанию), то печатаются все 4 таблицы.

3.21.2 Операнды INST_INIT / INST_FIN

Эти ключевые слова позволяют пользователю фильтровать вывод на каждой итерации.

3.22 Операнд TITRATES

 ◊ TITRE = Titre

Имя структуры данных результата (U4.03.01).



4 Выполнение

4.1 Фаза выполнения на матрицах

В случае расчета методом модальной рекомбинации, проверяем, какие обобщенные матрицы получаются из проекции на общий базис с тем же количеством базисных векторов. В случае расчета методом динамических подструктур, проверяем, какие обобщенные матрицы получаются при обобщенной нумерации.

4.2 Проверка и уведомление о выборе шага по времени в методах EULER, DEVOGE и NEWMARK

Численный метод проверяется на устойчивость при выбранном шаге по времени:

  • В методе NEWMARK устойчивость гарантирована, но выход за границы критерия может вызвать потерю точности и, как результат, выдачу предупреждения об этом; расчет продолжается (с опасностью неточного или неверного результата).
  • Для методов EULER и DEVOGE, если значение операнда VERI_PAS равно “OUI” (значение по умолчанию), то выполнение приостанавливается, предлагается минимальный шаг по времени. Если значение операнда VERI_PAS равно “NON” или используется адаптивный метод, то выводится предупреждение и расчет продолжается (с опасностью неточного или неверного результата).

В переходном анализе без нелинейностей необходимо, чтобы шаг по времени был:

dt < 0,1 / fn для NEWMARK и DEVOGE
dt < 0,05 / fn для EULER,
где fn – наибольшая частота рассматриваемых режимов модальной базы.

Замечание:

Для нелокализованных нелинейностей шаг по времени должен быть меньше предложенного выше значения.

4.3 Фаза выполнения методов “ADAPT_ORDRE1” и “ADAPT_ORDRE2”

Выполнение приостанавливается, когда шаг по времени достигает минимального значения, равного PAS X PAS_LIMI_RELA.

Замечание:

Схема центральных разностей не восстанавливает точно пульсации системы, которые приводят к значительным ошибкам вычисления по двум следующим причинам:
  • Расчет большого числа периодов свободных колебаний
  • Расчет колебаний слабозатухающей системы (ξ<10−3), возбужденной на резонансной частоте.
По этим двум причинам часто важно увеличивать параметр NB_POIN_PERIODE.
Методы “ADAPT_ORDRE1” и “ADAPT_ORDRE2” могут использоваться при субструктурировании.
Шаг по времени может быть восстановлен оператором RECU_FONCTION со следующим синтаксисом:
 not = RECU_FONCTION (
       RESU_GENE = dynamoda
       NOM_CHAM = “PTEM”
       …)

4.4 Фаза выполнения метода “ITMI”

Выполнение приостанавливается:

  • Когда период возбуждения, выбранный пользователем несовместим с желательным временем расчета (установившийся режим + расчет после установившегося режима). По этой причине пользователь информируется о минимальной точности времени возбуждения, необходимой для данного расчета
  • Когда алгоритм не сходится при диагонализации матрицы жесткости во время поиска решения.
  • Когда фаза переходного полета/удара не может быть задана с достаточной точностью.