FEM SolverZ88/de

FEM LöserZ88
Menüeintrag
Lösen → Löser → Löser Z88
Arbeitsbereich
FEM
Standardtastenkürzel
S Z
Eingeführt in Version
-
Siehe auch
FEM Tutorium

Beschreibung

Der Befehl LöserZ88 aktiviert die Nutzung des Z88-Lösers. Es kann verwendet werden für:

1. Festlegen von Analyseparametern
2. Auswählen des Arbeitsverzeichnisses
3. Ausführen des Z88-Lösers

eingeführt in 1.2: Die Implementierung des Z88-Lösers wurde komplett überarbeitet, und diese Seite wurde entsprechend aktualisiert.

Installation

Um den Z88-Löser nutzen zu können, muss die Open-Source-Version von Z88 (Z88OS oder Z88Adria – weitere Informationen sind unter Hinweise) zu finden, installiert sein:

1. Das ZIP-Paket mit dem Code, den Binärdateien und der Dokumentation der jeweiligen Version herunterladen:
   • Z88OS: Offizielles Z88OS-Repository oder abgezweigtes Z88OS-Repository
   • Z88Adria: Z88Adria Download-Seite.
2. Den Inhalt der ZIP-Datei in einen Ordner der Wahl entpacken.
3. In den FEM Einstellungen, zum Z88-Reiter wechseln und den Pfad zur z88r-Binärdatei angeben. Wenn Windows verwendet wird, wäre dies der Pfad zur Datei z88r.exe, die sich im Unterordner \bin\win64 für Z88OS bzw. im Unterordner \z88adria_windows für Z88Adria befindet.

Anwendung

1. • Die Schaltfläche Löser Z88 drücken.
   • Die Option Lösen → Löser → Löser Z88 aus dem Menü wählen.
   • Die Tastenkombination: S dann Z verwenden.
2. Doppelklick auf das SolverZ88-Objekt um einen Analyselauf vorzubereiten.
3. Optional das Kontrollkästchen Arbeitsverzeichnis aktivieren, auf Schreiben und Bearbeiten klicken, um die Eingabedateien vor dem Starten einer Analyse zu ändern.
4. Optional den Lösertyp auswählen.
5. Auf Anwenden klicken, um eine Analyse durchzuführen.

Eigenschaften

• Daten-EigenschaftExclude Bending Stiffness - Ersetzt Träger durch Fachwerkträger; diese Option ist derzeit immer aktiviert, da die Träger noch nicht abgestützt sind
• Daten-EigenschaftModel Space:
  • 3D - verwendet 3D-Schalenelemente
  • plane stress - verwendet 2D-Ebenen-Spannungselemente
  • axisymmetric - verwendet 2D-axialsymmetrische Elemente
  • plate - verwendet 3D-Plattenelemente
• Daten-EigenschaftShell Flag - IHFLAG-Wert: Setzen Sie ihn auf 2 oder 3 für dünne Schalen und auf 4 für sehr dünne Schalen
• Daten-EigenschaftAnalysis Type:
  • statisch - reguläre lineare statische Analyse
  • testen - liefert Informationen zu den Löser-Parametern – diese Informationen werden in das Textdokument-Objekt geladen
• Daten-EigenschaftDisplace Mesh - das Netz anhand des Verschiebungsfeldes verformen
• Daten-EigenschaftIntegration Order Hexa - Reihenfolge der Verschiebungsintegration für Hexa-Elemente
• Daten-EigenschaftIntegration Order Quad - Integrationsreihenfolge für Vierkantelemente
• Daten-EigenschaftIntegration Order Tetra - Integrationsreihenfolge für Tetra-Elemente
• Daten-EigenschaftIntegration Order Tria - Reihenfolge der Verschiebungsintegration für Tria-Elemente
• Daten-EigenschaftIteration Maximum - MAXIT-Wert: maximale Anzahl von Iterationen für iterative Löser
• Daten-EigenschaftMatrix Maximum - MAXGS-Wert: maximale Anzahl von Einträgen in der Steifigkeitsmatrix
• Daten-EigenschaftRelaxation Factor - ROMEGA-Wert: Konvergenzbeschleunigungsparameter für den SOR-Vorkonditionierer
• Daten-EigenschaftResidual Limit - EPS-Wert: es wird mit der Norm des Restvektors verglichen
• Daten-EigenschaftShift Factor - RALPHA-Wert: Konvergenzbeschleunigungsparameter für den SIC-Vorkonditionierer
• Daten-EigenschaftSolver Type:
  • choly - Direkter Cholesky-Löser, empfohlen für kleine Strukturen
  • sorcg - Iterativer SORCG-Löser für spärliche Matrizen, empfohlen für große Strukturen
  • siccg - Iterativer SICCG-Löser für spärliche Matrizen, empfohlen für große Strukturen
• Daten-EigenschaftVector Maximum - MAXKOI-Wert: maximale Anzahl von Einträgen im Koinzidenzvektor

Unterstützte Finite-Elemente-Typen

Die Z88-Löser-Implementierung unterstützt die folgenden Arten von Finite-Elemente-Typen:

• 3D-Fachwerk mit 2 Knoten,
• Hexaeder mit 8 und 20 Knoten,
• Tetraeder mit 4 und 10 Knoten,
• Dreieck mit 6 Knoten und Viereck mit 8 Knoten – 3D-Schalen- und Plattenformulierungen, 2D-Formulierungen für ebene Spannungen und achsensymmetrische Formulierungen.

Lineare Dreiecke und Vierecke werden überhaupt nicht unterstützt. Balkenelemente werden noch nicht unterstützt.

Hinweise

• Z88Adria verfügt über dieselben Funktionen und Einschränkungen wie Z88OS, startet jedoch keine Benutzeroberfläche, wenn der Löser über FreeCAD ausgeführt wird; daher ist Z88Adria derzeit die bevorzugte Wahl.
• Der auf die Kanten achsensymmetrischer Modelle ausgeübte Druck muss wie in einem entsprechenden 3D-Modell angegeben werden, d. h. in Einheiten von Kraft pro Flächeneinheit; der Löser rechnet ihn in eine äquivalente Kraft pro Längeneinheit um, indem er den Druck mit ${\displaystyle 2\pi R}$ multipliziert (wobei R die x-Koordinate des mittleren Knotens des Elements ist). Für Elemente mit ebener Spannung gibt es auch eine äquivalente Umrechnung unter Verwendung der Elementdicke.
• Bei Plattenelementen sind die Freiheitsgrade in folgender Reihenfolge: Z-Verschiebung und Drehungen ${\displaystyle {\theta }_x}$ und ${\displaystyle {\theta }_y}$ (in Grad).

Einschränkungen

• Derzeit werden als Konturdiagrammergebnisse nur Verschiebungen (in mm), Knotenkräfte und Knotenmomente bereitgestellt. Die Spannungswerte werden in das Textdokumentobjekt geladen.
• Bei den 3D-Fachwerkelementen sind einige zusätzliche Überlegungen erforderlich. Bei Fehlern und fehlenden Ergebnissen bei deren Verwendung sollten folgende Schritte unternommen werden:
  • Sicherstellen, dass das Bauteil nur mit einem solchen Element vernetzt ist (dazu die minimale und maximale Elementgröße anpassen),
  • eine Verschiebungsrandbedingung auf das gesamte Bauteil anwenden, um die seitlichen Verschiebungen zu begrenzen,
  • den Cholesky-Löser verwenden.

Einstellungen

Siehe die Z88-Einstellungen für die möglichen Löser-Einstellungen, wie auch die benutzte Löser-Methode.