3.2 ALLGEMEINE STRUKTURDATEN Z88I1.TXT

Beachte folgende Eingabeformate:
[Long] = 4-Byte oder 8-Byte Integerzahl
[Double] = 8-Byte Gleitkommazahl, wahlweise mit oder ohne Punkt

1. Eingabegruppe, d.h. erste Zeile, enthält:

Dimension der Struktur (2 oder 3)
Anzahl Knoten der Struktur
Anzahl Elemente
Anzahl Freiheitsgrade
Anzahl Elastizitätsgesetze
Koordinatenflag KFLAG ( 0 oder 1)
Balkenflag IBFLAG (0 oder 1)
Plattenflag IPFLAG (0 oder 1)
Flächenlastflag IQFLAG (0 oder 1)

Alle Zahlen in eine Zeile schreiben, durch mindestens jeweils ein Leerzeichen trennen. Alle Zahlen hier vom Typ [Long].

Erläuterung KFLAG:
Bei Eingabe von 0 werden die Koordinaten orthogonal- kartesisch erwartet, dagegen werden bei Eingabe von 1 Polar- oder Zylinderkoordinaten erwartet, die sodann in kartesische Koordinaten umgewandelt und in dieser Form dann in Z88O0.TXT gestellt werden. Achtung: Die axialsymmetrischen Elemente 6, 8 und 12 und 15 erwarten a-priori Zylinderkoordinaten, hier KFLAG zu 0 setzen !

Erläuterung IBFLAG:
Wenn Balken Nr.2 oder Balken Nr.13 in der Struktur vorkommen, muß das Balkenflag zu 1 gesetzt werden, ansonsten muß es 0 sein.

Beispiel : Eine dreidimensionale Struktur aus Hexaedern Nr. 10 und Balken Nr. 2 soll 10 Elemente haben, 45 Knoten, 270 Freiheitsgrade, 3 Elastizitätsgesetze, die Koordinaten werden in kartesischen koordinaten eingegeben.
> Also: 3 45 10 270 3 0 1 0 0

Erläuterung IPFLAG:

Wenn Platten Nr.18, Nr.19 oder Nr.20 in der Struktur vorkommen, muß das Plattenflag zu 1 gesetzt werden, ansonsten muß es 0 sein.

Beispiel : Eine zweidimensionale Struktur aus Platten Nr. 20 soll 100 Elemente haben, 180 Knoten, 540 Freiheitsgrade, 2 Elastizitätsgesetze, die Koordinaten werden in Zylinderkoordinaten eingegeben.
> Also: 2 180 100 540 2 1 0 1 0

Achtung: Bei dieser Z88- Version schließen sich Balken und Platten gegenseitig aus! Eine Struktur kann also entweder Balken oder Platten beinhalten, aber nicht beides gleichzeitig, weil die jeweiligen Freiheitsgrade nicht kompatibel sind.

Erläuterung IQFLAG:

Das Flächenlastflag steuert, ob die optionale Datei der Strecken- und Flächenlasten Z88I5.TXT verwendet wird (1) oder nicht (0). In die Randbedingungsdatei Z88I2.TXT werden Lager, Verschiebungen und Einzelkräfte gegeben; dagegen werden Streckenlasten, Drücke und Flächenlasten – wenn vorhanden – in die Datei Z88I5.TXT gegeben.

- Folgende ebene Kontinuumselemente können Streckenlasten verarbeiten: Scheiben Nr.7, 11 und 14, Toruselemente Nr.8, 12 und 15.
- Folgende räumliche Kontinuumselemente können Flächenlasten verarbeiten: Hexaeder Nr.1 und 10 sowie Tetraeder Nr.16 und 17.
- Die Plattenelemente Nr.18, 19 und 20 können ihre Flächenlasten via Z88I5.TXT erhalten, (dann sind IPFLAG = 1 und IQFLAG = 1) aber einfacher ist es, die Flächenlasten direkt in den Materialgesetzen der Datei Z88I1.TXT zu definieren (dann sind IPFLAG = 1 und IQFLAG = 0).

Beispiel 1:

Eine dreidimensionale Struktur aus Tetraedern Nr.16 soll 100 Elemente haben, 180 Knoten, 540 Freiheitsgrade, 1 Elastizitätsgesetz, keine Koordinatenumrechnung, keine Balken, keine Platten, verwende die Streckenlastdatei Z88I5.TXT.

> Also: 3 180 100 540 1 0 0 0 1

Beispiel 2:

Eine Platten-Struktur aus Dreicks-Elementen Nr.18 soll 1000 Elemente haben, 2000 Knoten, 3000 Freiheitsgrade, 3 Elastizitätsgesetze, keine Koordinatenumrechnung, keine Balken, verwende die Streckenlastdatei Z88I5.TXT.

> Also: 2 1000 2000 3000 3 0 0 1 1

2. Eingabegruppe, beginnend ab Zeile 2, enthält:
Koordinaten,für jeden Knoten eine Zeile.

Knotennummer, streng aufsteigend [Long]
Anzahl der Freiheitsgrade an diesem Knoten [Long]
X- oder,wenn KFLAG auf 1 gesetzt, R-Koord. [Double]
Y- oder,wenn KFLAG auf 1 gesetzt, PHI-Koord. [Double]
Z- oder,wenn KFLAG auf 1 gesetzt, Z-Koord. [Double]

Die Z- Angabe kann bei 2-dimensionalen Strukturen entfallen. Winkel PHI in rad.

Beispiel 1: Der Knoten Nr. 156 hat 2 Freiheitsgrade und die Koordinaten X= 45.3 und Y= 89.7
> Also: 156 2 45.3 89.7

Beispiel 2: Der Knoten Nr. 68 soll 6 Freiheitsgrade haben (ein Balken Typ Nr.2 ist angeschlossen) und Zylinderkoordinaten R= 100. , PHI= 0.7854 (entspricht 45°) , Z= 56.87
> Also: 68 6 100. 0.7854 56.87

3. Eingabegruppe , beginnend nach letztem Knoten, enthält:
Koinzidenz,für jedes finite Element zwei Zeilen

1.Zeile:
Elementnummer,streng aufsteigend
Elementtyp (1 bis 20)

Alle Zahlen in eine Zeile schreiben, durch mindestens jeweils ein Leerzeichen trennen. Alle Zahlen hier vom Typ [Long].

2.Zeile: je nach Elementtyp
1.Knotennummer für Koinzidenz
2.Knotennummer für Koinzidenz
.....
20.Knotennummer für Koinzidenz

Alle Zahlen in eine Zeile schreiben, durch mindestens jeweils ein Leerzeichen trennen. Alle Zahlen hier vom Typ [Long].

Beispiel: Eine isoparametrische Serendipity Scheibe Nr.7 hat Elementnummer 23. Die Koinzidenz sei durch die globalen Knoten 14, 8, 17, 20, 38, 51, 55, 34 (lokal sind das die Knoten 1-2-3-4-5-6-7-8, siehe Element Nr.7) gegeben.
> Also beide Zeilen:
23 7
14 8 17 20 38 51 55 34

4.Eingabegruppe, beginnend nach letztem Element,enthält:
Elastizitätsgesetze,1 Zeile für jedes Elastizitätsgesetz.

Dieses E-Gesetz gilt ab Element- Nr. incl. [Long]
Dieses E-Gesetz gilt bis Element Nr. incl. [Long]
Elastizitäts-Modul [Double]
Querkontraktionszahl [Double]
Integrationsordung (0, 1, 2, 3, 4, 5, 7 oder 13) [Long]
Querschnittswert QPARA [Double]

... und wenn Balken (aber keine Platten !) definiert sind, zusätzlich:
Biegeträgheitsmoment um yy- Achse [Double]
max. Randfaserabstand von yy-Achse [Double]
Biegeträgheitsmoment um zz- Achse [Double]
max. Randfaserabstand von zz-Achse [Double]
Torsions-Trägheitsmoment [Double]
Torsionswiderstandsmoment [Double]

... und wenn Platten (aber keine Balken !) definiert sind und IQFLAG=0, zusätzlich:
Flächenlast

Alle Zahlen in eine Zeile schreiben, durch mindestens jeweils ein Leerzeichen trennen.

Erläuterung Querschnittswert QPARA:
QPARA ist elementtyp- abhängig, ist bei z.B. Hexaedern 0, bei Stäben die Querschnittsfläche und bei Scheiben die Dicke. Vgl. dazu die Liste der finiten Elemente, Kapitel 4.

Beispiel: Die Struktur habe 34 finite Elemente Typ 7. Die Elemente haben unterschiedlich Dicken: Elemente 1 bis 11 Dicke 10mm, Elemente 12 bis 28 15mm und Elemente 29 bis 34 18mm. Werkstoff Stahl. Integrationsordnung soll 2 sein.
> Also drei E-Gesetze, für jedes 1 Zeile:
1 1 11 206000. 0.3 2 10.
2 12 28 206000. 0.3 2 15.
3 29 34 206000. 0.3 2 18.