Tryby drgań o zerowej energii – nazywane również postaciami drgań własnych o zerowej wartości – występują, gdy układ zdyskontowany jest niewystarczająco określony lub nie może być rozwiązany w sposób jednoznaczny. Oznacza to, że istnieje więcej stopni swobody (niewiadomych) niż dostępnych równań. Z matematycznego punktu widzenia mody o zerowej energii są specjalnymi rozwiązaniami układu równań związanych z wartością własną równą zero. W ten sposób tryb ten można aktywować bez dostarczania energii i potencjalnie może wystąpić odkształcenie bez odkształceń.
Ponieważ mody o zerowej energii mogą prowadzić do niestateczności modelu i niefizycznych rozwiązań, zalecanych jest kilka metod w programie RFEM, aby zapobiec temu problemowi.
- Elementy wyższego rzędu: modyfikacje o zerowej energii częściej występują w elementach skończonych niższego rzędu (np. w elementach liniowych). Należy rozważyć zastosowanie do analizy elementów wyższego rzędu (np. kwadratowych lub sześciennych). Elementy wyższego rzędu zapewniają większą dokładność i są mniej podatne na mody o zerowej energii.
- Zagęszczenie siatki: Należy upewnić się, że siatka jest wystarczająco zagęszczona, szczególnie w obszarach o dużym gradiencie naprężeń lub złożonej geometrii. Drobna siatka może pomóc w dokładniejszym uchwyceniu odkształcenia i zmniejszeniu prawdopodobieństwa powstania modów o zerowej energii.
- Właściwości materiałowe: Upewnij się, że do modelu zostały przypisane odpowiednie właściwości materiałowe. Nieprawidłowe właściwości materiału mogą prowadzić do nierealistycznego zachowania i potencjalnie powodować powstanie modów o zerowej energii. Dokładnie sprawdź parametry i właściwości materiału.
- Warunki brzegowe: Sprawdź, czy warunki brzegowe są poprawnie zastosowane. Nieprawidłowe warunki brzegowe mogą powodować powstanie postaci o zerowej energii. Należy upewnić się, że wszystkie stopnie swobody są prawidłowo powiązane lub obciążone.
- Ustawienia solwera: Przejrzyj ustawienia solwera w programie RFEM. Niektóre solwery mają opcje stabilizowania analizy i blokowania modów o zerowej energii. Dostosuj ustawienia solwera, aby zastosować techniki stabilizacji, jeśli to możliwe.
- Tłumienie: W razie potrzeby wprowadź tłumienie do analizy. Tłumienie może pomóc ustabilizować analizę i zapobiec powstawaniu modów o zerowej energii. Tłumienia należy jednak stosować rozważnie, aby uniknąć wprowadzania sztucznego tłumienia, które wpływa na dokładność wyników.
- Sprawdź geometrię: Upewnij się, że geometria modelu jest poprawna i wolna od błędów. Małe przerwy lub nakładanie się geometrii mogą prowadzić do problemów numerycznych, w tym do postaci drgań o zerowej energii.
- Analiza wrażliwości: Przeprowadzanie analiz wrażliwości w celu zidentyfikowania krytycznych parametrów lub obszarów, które mogą być bardziej podatne na mody o zerowej energii. Następnie można podjąć określone działania w tych obszarach.