Doğrusal statik analizde yöne bağlı koşullandırma
Bu yazı, Altair OptiStruct doğrusal statik analizde, rijit modellenmemiş bir yapı üzerinde bir mesnet (veya temas) olarak davranan belirli bir sınır koşullarının nasıl oluşturulacağını ve kullanılacağını açıklamaktadır.
Diğer bir deyişle, node’un yer değiştirme yönüne bağlı olarak koşul temelli bir sınır koşulundan oluşur.
Örneğin, bir node un Z bileşenine uygulanan bir destek türü sınır koşulunu ele alalım.
- Negatif z yönünde yer değiştirme imkansızdır (sonsuz katı bir ortamla temas halindeymiş gibi)
- Pozitif z yönünde deplasman mümkündür ve serbesttir.
Bu tür davranış genellikle doğrusal olmayan (non-linear) bir analizin kullanılmasını gerektirir. Ancak, doğrusal olmamanın tek kaynağının bu destek koşullandırması olduğu bu özel durumda, yinelemeli (iterative) bir yaklaşımı etkinleştirerek doğrusal bir statik analizle çözülebilir.
(Böyle bir durumda, doğrusal statik analiz çözücü kullanılsa bile, tanım gereği analiz ve sonucun artık doğrusal olarak kabul edilemeyeceğini unutmayın).
Doğrusal olmayan başka bir kaynak varsa (parçalar arasında temas, doğrusal olmayan malzemeler, vb.), o zaman klasik doğrusal olmayan statik analiz kullanılmalıdır.
Model kurulumu için iki özellik kullanılır:
- SUPORT veya SUPORT1 kullanılarak bir sınır koşulu.
( Bunlar genellikle inertia relief analizleri için kullanılan belirli sınır koşulu türüdür) - PARAM | CDITER parametresi
Açıklama: Bu özelliğin bir başka kullanımı, doğrusal bir statik analizde “node to node” teması tanımlamak için başka bileşenler (MPC + SPOINT) ekleyerek kullanılabilir. Buna “MPC tabanlı fast contact” veya “SUPORT tabanlı fast contact” denir. ( Detaylar için Altair OptiStruct User Manual bölümüne bakınız.)
Ancak böyle bir durumda, daha gelişmiş ve daha basit bir seçenek olan “N2S (node to surface) tabanlı fast contact” vardır. ( Detaylar için Altair OptiStruct User Manual bölümüne bakınız.)
METODOLOJİ
1- ) SUPORT veya SUPORT1 kullanarak sınır koşullarını tanımlayın.
Bu sınır koşulları, Altair HyperWorks‘te (HyperMesh) SPC tanımlaması yapıldığı şekilde tanımlanmaktadır. Sadece type SUPORT1 veya SUPORT olmalıdır.
SUPORT ve SUPORT1 arasındaki fark:
– SUPORT sınır koşulları, bu özelliğe izin veren tüm yük adımlarında (loadstep ) etkinleştirilecektir.
– SUPORT1 ise belirli bir yük adımında (loadstep) etkinleştirmek istendiğinde kullanılmalıdır. (SUPORT parametresi kullanarak )
Bu nedenle, yükleme adımları arasında koşullandırmayı değiştirmek isteyebileceğiniz durumlarda SUPORT1 tercih edilmelidir.
Tıpkı SPC için olduğu gibi, bir SUPORT(1) tarafından etkinleştirilecek veya etkinleştirilmeyecek serbestlik dereceleri (DOF), node analizi (veya yer değiştirme) sisteminde tanımlanır. (varsayılan olarak global sistemdir)
Örneğin, aşağıdaki örnekte, doğru destek türü sınır koşullarını oluşturmak için, kırmızı alanda X yönünde ve turuncu alanda Y yönünde bir SUPORT1 tanımlamalıyız.
Bir node’un serbestlik derecesi (DOF) üzerinde bir SUPORT(1) tanımlarken, bu DOF boyunca yer değiştirmenin negatif değerlerini bloke edecek ve pozitif yer değiştirmeye izin verecektir.
Yukarıdaki örneğimizde: kırmızı alandaki düğümlerin +X ‘da mod olmasına izin verilecek, ancak -X verilmeyecektir..
Bu, karşılaşabileceğiniz tüm olası kullanım durumlarını kapsayacak şekilde yerel koordinat sistemleri oluşturmanız gerekebileceği anlamına gelir.
2- ) Yinelemeli (iterative) yöntemin PARAM | CDITER seçilerek etkinleştirilmesi
CDITER, Altair HyperWorks içerisinde PARAM kartı olarak tanımlanmaktaır. Etkinleştirildiğinde Altair OptiStruct‘un yakınsamasına izin verilen maksimum iterasyon sayısı girilir.
PARAM |CDITER kartı PARAM |INREL ile aynı anda kullanılamaz! Aslında bu 2 kart, SUPORT(1) öğeleri için kesinlikle farklı davranışları etkinleştirecektir.
Dolayısıyla, bu yöntem inertia relief fenomeni ile uyumlu değildir.
3- ) Destek koşulunun son durumunu PARAM | CDPCH yoluyla elde etme
PARAM | CDPCH kartı, kullanıcının OptiStruct‘tan, yakınsamanın sonundaki sınır koşuluna eşdeğer rijitlik matrisini (DMIG süper elemanı) içeren bir çıktı (output) dosyası sağlamasını istemesine izin verir.
Bu matris, cdpch uzantılı ayrı bir çıktı dosyasında saklanır.
Bu özelliğin olası kullanımı, bu matrisi gelecek analizde yeniden kullanabilmektir, örneğin:
-Destek türü sınır koşullarının ilk çözüme göre değişmesini beklemediğimiz gelecekteki simülasyonlarda işlem süresini azaltmak.
– Yapısal Optimizasyonda kullanmak
4- ) Çözümü başlatın ve sonuçları inceleyin
Kullanıcı, .out dosyasını inceleyerek yöntemin hesaplamada doğru şekilde uygulandığını doğrulayabilir.
Aşağıdaki gibi görünen özel bir blok görünmelidir:
Linear Gap Solution for Subcase: 1
Summary of Gap/Contact Element Status
Iter Switches Open Closed
0 —- 396 0
1 195 201 195
2 144 217 179
3 62 261 135
4 6 274 122
*** Linear gap solution has converged ***
SUPPORT tipi koşullandırmadan gelen reaksiyon kuvvetleri SPCFORCE çıktısı aracılığıyla kullanılamayacaktır.
Bu reaksiyon kuvvetleri için GPFORCE kartı tanımlanmalıdır.
