3.3 NETZGENERATOR-DATEI Z88NI.TXT

Der Aufbau von Z88NI.TXT ist mit dem Aufbau von Z88I1.TXT, also dem Eingabefile des FE-Prozessors, weitgehend identisch: Nur die mit & gekennzeichneten Daten sind zusätzlich erforderlich. Grund: Z88NI.TXT ist direkt für das Plotprogramm Z88O nutzbar, ferner kann Z88NI.TXT auch als FE-Eingabefile Z88I1.TXT direkt umkopiert werden und so für FE-Rechnungen (z.B. zum Abschätzen der Eigenschaften der Superstruktur) genutzt werden.

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

1. Eingabegruppe, d.h. erste Zeile, enthält:
Dimension der Struktur (2 oder 3)
Anzahl Knoten der Superstruktur
Anzahl Super- Elemente
Anzahl Freiheitsgrade
Anzahl Elastizitätsgesetze
Koordinatenflag KFLAG ( 0 oder 1)
Balkenflag IBFLAG (muß hier 0 sein !)
Plattenflag IPFLAG (0 oder 1)
Flächenlastflag IQFLAG (0 oder 1)
& Fangradiusflag NIFLAG ( 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 Z88I1.TXT gestellt werden. Achtung: Die axialsymmetrischen Elemente 8 und 12 erwarten a-priori Zylinderkoordinaten, hier KFLAG zu 0 setzen !

Erläuterung IPFLAG:
Wenn Platten Nr.20 in der Struktur vorkommen, muß das Plattenflag zu 1 gesetzt werden, ansonsten muß es 0 sein.

Erläuterung IQFLAG:

Wenn später eine Flächenlastdatei Z88I5.TXT passend zur erzeugten Eingabedatei Z88I1.TXT definiert werden soll, dann kann hier bereits IQFLAG = 1 als „Merker“ gesetzt werden. Auf die interne Arbeitsweise von Z88N hat dies keinen Einfluß.

Erläuterung NIFLAG:
Um bereits definierte Knoten identifizieren zu können, erfordert der Netzgenerator eine Fangumgebung. Diese wird, wenn NIFLAG 0 ist, mit 0.01 für EPSX, EPSY und EPSZ angenommen. Bei extrem kleinen oder großen Strukturen können diese Werte verändert werden. Um diese Änderung einzuleiten, wird NIFLAG auf 1 gesetzt. Die neuen Fangradien EPSX, EPSY und EPSZ werden dann als 6. Eingabegruppe von Z88NI.TXT definiert.

Beispiel: Super-Struktur 2-dimensional mit 37 Knoten, 7 Superelementen, 74 Freiheitsgraden, einem Elastizitätsgesetz. Kartesische Koordinaten, keine Balken (ohnehin verboten im Netzgeneratorfile), keine Platten, keine Flächenlasten, Fangradius Standardwert verwenden.
> Also: 2 37 7 74 1 0 0 0 0 0

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.

Beispiel : Der Knoten Nr. 8 hat 3 Freiheitsgrade und die Koordinaten X= 112.45 , Y= 0. , Z= 56.75 .
> Also: 8 3 112.45 0. 56.75

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

1.Zeile:
Elementnummer,streng aufsteigend [Long]
Super-Elementtyp (7, 8, 10, 11, 12, 20) [Long]

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

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

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

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 Super-Element,enthält:
Elastizitätsgesetze,1 Zeile für jedes Elastizitätsgesetz.

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

... und wenn Platten definiert sind und IQFLAG=0, zusätzlich:
Flächenlast

Alle Zahlen in eine Zeile schreiben, durch mindestens jeweils ein Leerzeichen trennen. Hier im Gegensatz zu Z88I1.TXT keine Balkenangaben, weil Balken für den Netzgenerator nicht vorgesehen sind.
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 Netzgenerator- geeigneten Elemente:

Element Nr.1: isoparametrischer Hexaeder 8 Knoten
Element Nr.7: isoparametrische Serendipity Scheibe 8 Knoten
Element Nr.8: isoparametrischer Serendipity Torus 8 Knoten
Element Nr.10: isoparametrischer Serendipity Hexaeder 20 Knoten
Element Nr.11: isoparametrische Serendipity Scheibe 12 Knoten
Element Nr.12: isoparametrischer Serendipity Torus 12 Knoten
Element Nr.20: isoparametrische Serendipity Platte 8 Knoten

Beispiel: Die Struktur habe 34 Superelemente 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.

& 5. Eingabegruppe , beginnend nach letztem E-Gesetz, enthält:
die beschreibenden Angaben für den Generierungsprozeß,2 Zeilen für jedes Superelement

1. Zeile:
Superelement Nr. [Long]
zu erzeugender Finite-Elemente-Typ (Typen 1,7,8,10,19,20) [Long]

2. Zeile:
Finite Elemente in lokaler x-Richtung [Long]
Art der Unterteilung CMODE x [Character]
Finite Elemente in lokaler y-Richtung [Long]
Art der Unterteilung CMODE y [Character]
Finite Elemente in lokaler z-Richtung [Long]
Art der Unterteilung CMODE z [Character]

Die beiden Angaben für z entfallen bei zweidimensionalen Strukturen.
Erläuterungen CMODE kann folgende Werte annehmen:

- "E" : Unterteilung äquidistant (”e” ist auch erlaubt)
- "L" : Unterteilung geometrisch aufsteigend in lokaler Koordinatenrichtung
- "l" : Unterteilung geometrisch fallend in lokaler Koordinatenrichtung

Die lokalen x-, y- und z- Richtungen sind wie folgt definiert:

- lokale x-Richtung in Richtung lokaler Knoten 1 und 2
- lokale y-Richtung in Richtung lokaler Knoten 1 und 4
- lokale z-Richtung in Richtung lokaler Knoten 1 und 5

Dies wird in nachstehender Skizze verdeutlicht:

Beispiel: eine isoparametrische Serendipity Scheibe mit 12 Knoten (Elementyp 11) soll in finite Elemente vom Typ isoparametrische Serendipity Scheibe mit 8 Knoten (Elementyp 7) zerlegt werden. In lokaler x-Richtung soll dreimal äquidistant unterteilt werden und in lokaler y-Richtung soll 5 mal geometrisch aufsteigend unterteilt werden. Das Superelement soll die Nummer 31 haben.
> Also beide Zeilen:
31 11
7 3 e 5 L

(e oder E für äquidistant sind gleichwertig)

& 6.Eingabegruppe, optional nach Ende 5.Eingabegruppe
Diese Eingabegruppe ist nur erforderlich, wenn NIFLAG auf 1 gesetzt wurde,d.h. die Fangradien geändert werden sollen. Sie besteht aus 1 Zeile:

Fangradius in globaler X-Richtung EPSX [Double]
Fangradius in globaler Y-Richtung EPSY [Double]
Fangradius in globaler Z-Richtung EPSZ [Double]

Die Z- Angabe kann bei 2-dimensionalen Strukturen entfallen.

Beispiel : Die Fangradien sollen für X, Y und Z auf jeweils 0.0000003 gesetzt werden:
> Also : 0.0000003 0.0000003 0.0000003

Das greift nur, wenn NIFLAG in der ersten Eingabegruppe auf 1 gesetzt wurde !