V oblasti softwaru pro analýzu konečných prvků (FEM) slouží různé typy analýz k různým účelům při hodnocení chování konstrukcí a systémových reakcí. Dvě hlavní kategorie analýz jsou statická analýza a dynamická analýza. Zde je přehled obou typů analýz.
1. Statická analýza
Statická analýza je využívána ke studiu konstrukcí a systémů za ustálených podmínek, přičemž se především zaměřuje na rovnováhu. Klíčové charakteristiky statické analýzy zahrnují:
- Ustálené zatížení: V rámci statické analýzy zůstávají aplikovaná zatížení konstantní v čase. Tento typ analýzy je vhodný pro posouzení reakce konstrukcí na statické síly, jako je gravitace, aplikované síly a okrajové podmínky.
- Rovnováha: Hlavním cílem je určit rozložení posunů, napětí a deformací v celé konstrukci k určitému okamžiku, kdy jsou aplikovaná zatížení v rovnováze s vnitřními silami v systému.
- Lineární vs. nelineární: Statická analýza může být lineární nebo nelineární. Lineární statická analýza předpokládá, že chování materiálu zůstává pružné, zatímco nelineární statická analýza zohledňuje nelinearitu materiálů a geometrie.
2. Dynamická analýza
Dynamická analýza naopak zkoumá reakci konstrukcí a systémů na časově proměnná zatížení nebo přechodné stavy. Klíčové aspekty dynamické analýzy zahrnují:
- Časově proměnná zatížení: Dynamická analýza zohledňuje síly, posuny a okrajové podmínky, které se mění v čase. Tato zatížení mohou mít formu impulsivních sil, vibrací nebo jakýchkoli přechodových jevů.
- Reakce v čase: Na rozdíl od statické analýzy poskytuje dynamická analýza náhled na to, jak se reakce struktury vyvíjí v čase. Posuzuje faktory, jako jsou vlastní frekvence, tvarové módy a dynamické zesílení.
- Lineární a nelineární dynamika: Dynamická analýza může být lineární nebo nelineární, v závislosti na chování materiálů a velikosti deformací. Nelineární dynamická analýza je obzvláště užitečná pro studium konstrukcí vystavených extrémním zatížením.
Závěrem, FEM software nabízí možnost provádět jak statické, tak dynamické analýzy, což inženýrům a analytikům umožňuje komplexně hodnotit výkon konstrukcí za různých podmínek. Zatímco statická analýza se zaměřuje na rovnováhu a ustálené podmínky, dynamická analýza se zabývá časově závislým chováním konstrukcí, které jsou vystaveny měnícím se silám. Tyto dva typy analýz společně poskytují cenné poznatky pro návrh inženýrských konstrukcí, posouzení jejich bezpečnosti a optimalizaci konstrukcí a systémů.