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FAQ 002356 ZH

2018年04月16日

附加模块 RF-DYNAM Pro - Nonlinear Time History

我有一个非线性的机械系统,我想用直接时间步长积分(在时域/动态)研究它。 我应该选择哪种方法?

回答

在RFEM 5或RF-DYNAM Pro - 非线性时间历史中,有两种不同的方法可用于非线性动态分析(以下也称为“求解器”): 显式中心差分法和平均加速度的隐式NEWMARK法(γ=½和β=¼)。

在线性系统的情况下,隐式求解器在大多数情况下是优选的,因为无论选择哪个时间步长,它都必须在数值上稳定。 当然,如果时间步骤过于粗糙,必须考虑到这种说法,即预期解决方案存在相当大的不准确性。 显式求解器仅在线性条件下有条件稳定,如果所选时间步长小于某个关键时间步长,则它变得稳定:

$ \ triangle t \ leq \ triangle t_ {cr} = \ frac {T_n} \ pi $

在该等式中,T n表示 FE网络的最小自然振荡周期,其导致以下陈述: FE网格越细,所选择的时间步长越小,以确保数值稳定性。

显式求解器的单个时间步长的计算时间非常短,但是可能只需要无数的,非常精细的时间步骤来获得结果。 因此,通常优选用于在较长时间段内工作的动态负载的隐式NEWMARK解算器。 如果您必须选择非常精细的时间步以获得可用(收敛)结果,则显式求解器是首选。 例如,在非常短作用和快速变化的载荷(例如冲击或爆炸载荷)的情况下就是这种情况。

在非线性中,两种方法都是“仅”数值稳定的,并且在大多数情况下隐式NEWMARK求解器比中心差分方法更稳定仍然是正确的。 因此,在非线性中,与线性系统基本相同。 在瞬态短期负载的情况下,显性求解器在绝大多数情况下是首选,但在其他情况下,NEWMARK求解器的平均加速度。

关键词

动态分析 非线性 Newmark方法 中心差分法

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