1445x
002356
16.4.2018

Nelineární časová analýza: Explicitní centrální diferenční metoda vs. implicitní Newmarkova analýza

Pro nelineární časovou analýzu jsou v přídavném modulu RF-/DYNAM Pro k dispozici dvě metody řešení. Jaký je mezi nimi rozdíl?


Odpověď:

V přídavném modulu RF-DYNAM Pro - Nonlinear Time History jsou k dispozici dvě různé metody nelineární dynamické analýzy: explicitní centrální diferenční metoda a implicitní Newmarkova analýza středního zrychlení.

Nelineární implicitní Newmarkova analýza

Nelineární Newmarkova analýza je implicitní metoda, která řeší neznámé hodnoty v čase i+1 ve vztahu k hodnotám v čase i a i+1. Tato metoda je numericky vždy stabilní bez ohledu na zvolenou délku časového kroku. Z tohoto důvodu je tato metoda obvykle upřednostňována u dynamických zatížení působících po delší dobu.

Explicitní metoda

Explicitní analýza je jednoznačná, protože řeší hodnoty v čase i+1 nezávisle na neznámých hodnotách. To je ovšem důvod, proč je explicitní analýza stabilní pouze tehdy, pokud je vybraný časový krok menší než určitý kritický časový krok. Die Berechnungszeit eines einzelnen Zeitschritts ist sehr kurz, jedoch können unzählige, sehr feine Zeitschritte notwendig sein, um überhaupt ein Ergebnis zu erhalten.

Der explizite Löser ist deshalb dann zu bevorzugen, wenn man ohnehin sehr feine Zeitschritte wählen muss, um ein brauchbares (konvergierendes) Ergebnis zu erhalten. Dies ist beispielsweise bei sehr kurzzeitig wirkenden und sprunghaft veränderlichen Beanspruchungen, wie Anprall- oder Explosionslasten, der Fall.

Závěr a výhled

Zusammenfassend ist zu sagen, dass im nichtlinearen Bereich beide Verfahren „nur" numerisch bedingt stabil sind, wobei immer noch gilt, dass die implizite Newmark-Analyse in den meisten Fällen stabiler ist als die Zentrale Differenzenmethode.

Es ist jedoch zu beachten, dass auch bei der Newmark-Analyse auf einen ausreichend kleinen Zeitschritt geachtet werden muss, um exakte Ergebnisse zu erzielen. Welcher Zeitschritt in einer dynamischen Berechnung gewählt werden sollte, wird in FAQ 2655 ausführlich erläutert.

Nähere Informationen, insbesondere zu dem kritischen Zeitschritt in der expliziten Analyse, sind im Handbuch von RF-DYNAM Pro zu finden.


Autor

Ing. Effler se podílí na vývoji v oblasti dynamiky a v rámci technické podpory pečuje o naše zákazníky.

Odkazy
Reference
  1. Software Dlubal. (2020). Manuál RF-DYNAM Pro. Tiefenbach: Dlubal Software, září 2017
Stahování


;