Analiza dynamiczna

Wszystkie zjawiska w otaczającym nas świecie mogą zmieniać się w czasie. Jednak to, czy klasyfikujemy je jako statyczne czy dynamiczne, często zależy od skali i czasu trwania obserwacji, a nie od bezwzględnych kryteriów. Dobrym przykładem jest proces korozji metali. Zjawisko to jest bardzo powolne i mikroskopijne. Dokonując zatem obserwacji dużego obszaru lub przez bardzo krótki czas, można nie zauważyć, że postępują niekorzystne zmiany w mikrostrukturze. Podobnie w przypadku wibracji występujących w wysokich budynkach ze względu na fale sejsmiczne. Przy krótkiej obserwacji, można błędnie założyć, że aktywność sejsmiczna ustała, a konstrukcja jest w spoczynku. Dokonując obserwacji przez dłuższy okres, może się okazać, że wibracje o mniejszej amplitudzie stale występują.

Mimo względności czasu i rodzaju obserwacji, zachowanie dynamiczne formalnie definiuje się jako każde, które nie zmienia się w czasie, podczas gdy zachowanie statyczne jest uważane za niezmienne w czasie. Dlatego ocena czy układ jest dynamiczny, musi uwzględniać zarówno położenie przestrzenne, jak i zmiany czasowe. Zjawisko, które w danym momencie wydaje się stabilne, może później ulec zmianom. Zakładanie, że nic się nie dzieje tylko dlatego, że obecnie nie jest to widoczne, jest błędnym wnioskiem.

Na czym polega analiza dynamiczna i czym różni się od analizy statycznej?

Analiza dynamiczna MES jest bardziej złożona od statycznej i wymaga zastosowania szeregu zaawansowanych elementów, takich jak:

• techniki obliczeniowe uwzględniające zmienność w czasie
• szczegółowe dane dotyczące prędkości, przyspieszeń i sił działających na układ
• większa moc obliczeniowa i dłuższy czas przetwarzania danych
• dokładniejsze modele numeryczne opisujące zjawiska zależne od czasu

Różnica ta staje się szczególnie widoczna przy porównaniu praktycznych zastosowań. Na przykład analiza zderzenia poruszającego się pojazdu wymaga analizy dynamicznej, ponieważ obejmuje szybko zmieniające się siły zależne od czasu. Natomiast ocena ciśnienia sprężonego powietrza w nieruchomej oponie może być dokładnie przeprowadzona za pomocą analizy statycznej, ponieważ warunki pozostają względnie stałe w czasie. Przykłady te podkreślają istotne różnice techniczne, ekonomiczne i czasowe między statycznym i dynamicznym podejściem do modelowania.