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2.6 DAS PLOTPROGRAMM Z88P

Das modernere Z88- Plotprogram ist das neue OpenGL-Plotprogramm Z88O, vgl. Kap.2.11. Das bewährte Z88P bleibt aber Teil von Z88.

Mit dem Plotprogramm Z88P können unverformte, verformte sowie un- und verformte Strukturen sowie Superstrukturen geplottet werden.

Die Ausgabe kann auf den Bildschirm oder in eine Datei erfolgen, wobei die Plotdatei sog. HP-GL- Befehle enthält, die von HP- Plottern genutzt werden. Die HP-GL- Dateien können natürlich in beliebiger Weise auch in anderen Programmen weiterverarbeitet werden, z.B. in CorelDraw, WinWord etc., ggf. die Endung .TXT ändern. Winword erwartet z.B. die Endung .HGL für HP-GL-Dateien.

Zusätzlich können Vergleichsspannungen auf dem Bildschirm gezeigt oder auf einen Plotter gegeben werden. Die Bildschirmfarben können für Windows in der Datei Z88P.COL eingestellt werden; für UNIX bestehen viel umfassendere Möglichkeiten in der Datei Z88.FCD, in der nicht nur Farben und Fonts, sondern auch die Größen und Lagen der Pushbuttons, Radioboxes etc. definiert sind. Sie können also bei UNIX das ganze Aussehen von Z88P ganz nach Ihren Wünschen anpassen.

erford. Files: | Superstrukturen | unverformte FE- Str. | verformte FE- Str.
Z88NI.TXT | ja | nein | nein
Z88I1.TXT | nein | ja | ja
Z88O2.TXT | nein | nein | ja
Z88O5.TXT | nein | ja,wenn V-Spannungen | nein

Um möglichst rasch zu arbeiten, verbindet Z88P die Knotenpunkte mit geraden Linien, obwohl bei Serendipity- Elementen 7,8,10,11 und 12 die Kanten der Elemente quadratische bzw. kubische Kurven sind.

Hinweis: Superstrukturen und unverformte finite- Elemente- Strukturen können Sie natürlich auch via CAD-Konverter Z88X in Ihrem CAD- Programm anzeigen lassen, aber Anzeige der verformten Struktur sowie Spannungsanzeige ist nur in Z88P möglich.

Z88P speichert den letzten Strukturfile- Namen, die Einstellfaktoren und Labeleinstellungen in einem File Z88P.STO. Beim Starten von Z88P wird dieses File automatisch angezogen, sodaß die letzte Struktur wieder angezeigt werden kann. Möchte man mit einer neuartigen Struktur beginnen, so sollte vorher das File Z88P.STO gelöscht werden. Dies kann mit Plotten > Löschen Z88P.STO im Z88- Commander Z88COM erfolgen.

Tasten- Sonderfunktionen bei Windows:

BILD HOCH : Zoom stärker
BILD RUNTER : Zoom geringer
CURSOR LINKS : Struktur in X-Richtung schieben
CURSOR RECHTS : Struktur in X-Richtung schieben
CURSOR HOCH : Struktur in Y-Richtung schieben
CURSOR RUNTER : Struktur in Y-Richtung schieben
..und für 3-D-Strukturen zusätzlich bei Windows:

POS1 : Struktur in Z-Richtung schieben
ENDE : Struktur in Z-Richtung schieben
F2 : Struktur um X-Achse rotieren
F3 : Struktur um X-Achse rotieren
F4 : Struktur um Y-Achse rotieren
F5 : Struktur um Y-Achse rotieren
F6 : Struktur um Z-Achse rotieren
F7 : Struktur um Z-Achse rotieren
F8 : Rotationen um X,Y und Z auf 0 setzen

Bei UNIX gelten die üblichen X- bzw. Motif- Tastendefinitionen, also TAB, dann Pfeiltasten zum Anwählen und Leertaste zum Aktivieren.

Stiftplotter nutzen zum Zeichnen der unverformten Struktur den Pen 1, für die verformte Struktur den Pen 2.

Erläuterung einiger Menüpunkte:

Name der Strukturdatei:

Windows: Datei > Strukturfile

UNIX : Stru. , Textfeld direkt auf Window

Hier wird das Strukturfile gewählt. Namen, ggf. mit Pfad, eingeben, RETURN. Die neue Stuktur wird geladen und sofort gezeichnet.

Name der Plotdatei:

Windows: Datei > Interface

UNIX : Plot. , Textfeld direkt auf Window

Damit wird eine Plotdatei angewählt. Standardvorgabe ist File Z88O6.TXT. Die Plotdatei enthält HP-GL-Befehle im ASCII-Code, die natürlich auch mit anderen Programmen weiterverarbeitet werden können.

Windows: echte Plotter: Eine Direktausgabe aus Z88P auf einen Plotter funktioniert nicht immer. Gegebenenfalls muß mit dem Z88- Commander nach Erzeugen von Z88O6.TXT eine Xon/Xoff- Sequenz in Z88O6.TXT gestellt werden. Sodann kann Z88O6.TXT mit

copy /B Z88O6.TXT com1: (bzw. com2:)

auf einen seriell angeschlossenen Plotter gegeben werden. Sie können auch das Hyperterminal von Windows nutzen. Probieren Sie hier bei "Datei > Eigenschaften > Einstellungen > ASCII": "gesendete Zeichen enden mit CR-LF" und "lokales Echo", Zeilenverzögerung 10 msec, Zeichenverzögerung 1 msec. Trotzdem können bei großen Dateien Timeouts auftreten. Das ist eine generelle Eigenschaft von seriellen Schnittstellen, vgl. die Hinweise weiter unten für UNIX.

Windows: LaserJet: Manche Laserdrucker können von Hand zwischen PCL und HP-GL umgeschaltet werden, bei anderen funktioniert das leider nur durch Software. In diesem Fall muß mit dem Z88- Commander Z88COM nach Erzeugen von Z88O6.TXT eine LaserJet- Sequenz in Z88O6.TXT gestellt werden. Dann ist normales Drucken möglich.

UNIX : echte Plotter : Serielle Schnittstellen werden als root mit stty eingestellt, z.B.

stty sane ixon ispeed 9600 cs8 -cstopb -parenb < /dev/ttyS1

Dabei ist hier /dev/ttyS1 die zweite serielle Schnittstelle. Die erste serielle Schnittstelle ist /dev/ttyS0. Benötigt Ihr Plotter eine Softwareumschaltung auf Protokoll Xon/Xoff, so starten Sie nach der Erzeugung von Z88O6.TXT mit Z88P das kleine Hilfsprogramm pxon88. Sodann können Sie Z88O6.TXT als root auf die Schnittstelle geben:

cat z88o6.txt > /dev/ttyS1

Sie können den seriellen Plotter aber auch direkt als raw- device in /etc/printcap stellen. Angenommen, er hieße dort HP7475A-a3-raw. Dann können Sie als normaler User mit

lpr -PHP7475A-a3-raw z88o6.txt

direkt über das UNIX- Spooling- System fahren.

Achtung: Serielle Stiftplotter sind extrem langsame Geräte, d.h. sie können aufgrund der sehr effizienten HP-GL- Sprache mit extrem wenig Informationen viel zeichnen. Das kann bei großen HP- GL- Dateien dazu führen, daß die serielle Schnittstelle trotz Xon/Xoff zuwenig Bytes an den Plotter nachliefern kann und ein Timeout bekommt. Diese generelle Problematik ist bei LINUX unter /usr/doc/howto bei printer-howto und serial-howto nachzulesen.

UNIX : LaserJet : Manche Laserdrucker können von Hand zwischen PCL und HP-GL umgeschaltet werden, bei anderen funktioniert das leider nur durch Software. In diesem Fall muß nach Erzeugen von Z88O6.TXT mit Z88P eine LaserJet- Sequenz mit dem kleinen Hilfsprogramm laserj88 in Z88O6.TXT gestellt werden. Achten Sie darauf, daß der Laser- Drucker auch einen raw - Eintrag in /etc/printcap hat. Denn das UNIX- Spooling- System soll die HP- GL- Dateien ja völlig ungefiltert weiterleiten. Plotten Sie mit

lpr -Praw z88o6.txt

Hinweise Windows und UNIX: Die von Z88 erzeugten HP-GL- Befehle arbeiten einwandfrei auf verschiedenen HP- und IBM- Plottern, wenn die physikalischen Übertragungen richtig eingestellt sind. Prüfen Sie bei Problemen, ob Ihr Plotter wirklich 100 % HP- kompatibel ist !

Ein weiterer Filename mit vorbelegter Bedeutung ist Z88O7.TXT. Man kann so mit einer Plottersitzung nacheinander die Files Z88O6.TXT für die unverformte und dann Z88O7.TXT für die verformte Strutur erzeugen, falls dies nicht in einem Zug mit Struktur un/verformt geschehen soll. Das File Z88O7.TXT kann später wahlweise an Z88O6.TXT angehängt werden, sodaß unverformte und verformte Struktur in einem Durchgang geplottet werden können. Dazu muß die Reihenfolge eingehalten werden: erst Z88O6.TXT und dann Z88O7.TXT erzeugen. Aber auch völlig verschiedene Strukturen können so übereinander geplottet werden.

Verformungszustand der Struktur:

Windows: Struktur > Unverformt, Verformt, Un- und Verformt

UNIX : Radiobox Unverfo., Verformt, Un+Verfo.

Zeichnen der Struktur unverformt oder verformt oder beides. Nur bei unverformten Strukturen können Spannungen gezeigt werden. Bei Struktur Un- und Verformt werden Knoten- und Elementlabels für die unverformte Struktur geplottet.

ACHTUNG Struktur Verformt und Un-und Verformt: Der Bediener ist dafür verantwortlich, daß er bei Nutzung dieser Funktion eine Verschiebungsrechnung ausgeführt hat. Also vor Nutzung von Z88P einen FE- Lauf mit Z88F laufen lassen. Sonst werden irgendwelche Files Z88O2.TXT (Verschiebungen) aus früheren Rechnungen angezogen !!

Ausgabe in Plotterdatei:

Windows: Ausgabe > CRT, Plotter

UNIX : Pushbutton Plot.

CRT ist Bildschirmausgabe, der Defaultwert. Bei Auswahl Plotter wird ein HP-GL- File erzeugt, dessen Name mit Interface ausgewählt wurde. Das geht sehr schnell. Nach Schreiben der HP-GL-Datei schaltet Z88P sofort wieder auf CRT zurück, nachdem Sie die entsprechende Messagebox quittiert haben.

Wahl der Ansicht:

Windows: Ansicht > XY, XZ, YZ, 3-Dim

UNIX : Radiobox XY, XZ, YZ, 3D

Je nach Struktur Ansicht auswählen: Bei 2-dimensionalen Strukturen XY, bei 3-dimensionalen Strukturen zunächst 3-Dim. Achtung 3-D- Strukturen: Mit XY, XZ und YZ können die betreffenden Seitenansichten gezeigt werden, jedoch werden die Knoten- und Elementlabels in der Reihenfolge aufsteigend geplottet (Knoten/Element 1 aufsteigend zum letzten Knoten/Element), die Spannungspunkte in der Reihenfolge der Gaußpunkte, elementweise aufsteigend. Daher können die fertigen Bilder Knoten- und Elementnummern sowie Spannungen zeigen, die nicht in der Ebene der Seitenansicht liegen ! Eine verläßliche Aussage gibt hier nur Ansicht 3-Dim. Hinweis: Wenn Sie mit einer "frischen" 3-D Struktur in Z88P gehen, stehen bei Windows der Menühaken ansich unkorrekt auf XY bzw. bei UNIX der Radiobutton auf XY, weil die Menüs vor Einlesen der Z88- Dateien aufgebaut werden.

Zeichnen der Knoten- und Elementnummern:

Windows: Labels > No Lables, Elemente, Knoten, Alles Labeln

UNIX : Radiobox No Lables, Elemente, Knoten, Alles

Labels = Plotten der Element-, der Knotennummern oder der Element- und Knotennummern. Bei komplizierten Raumstrukturen kann dies unübersichtlich werden, weil je nach Ansicht Nummern mehrfach übereinander geplottet werden. Positionieren Sie sorgfältig Strukturausschnitte durch entsprechende Rotationen.

Koordinatensystem:

Es wird bei allen Betrachtungen von einem Koordinatensystem ausgegangen, das in der Mitte des CRT bzw. der Papiermitte liegt. Dabei ist generell festgelegt:

X-Achse: CRT : -100 bis +100 Plotter : -138 bis +138
Y-Achse: CRT : -100 bis +100 Plotter : -100 bis +100
Z-Achse: CRT : -100 bis +100 Plotter : -100 bis +100

Dabei wird bei 3-dimensionalen Strukturen die Transformation von 3-D-Koordinaten auf das Bildsystem mit Hilfe einer isometrischen Darstellung nach DIN 5 vorgenommen. Sind die Rotationswinkel ROTX, ROTY und ROTZ jeweils 0, dann gilt: X:Y:Z = 1:1:1, Z weist nach oben und X und Y sind unter 30 Grad geneigt.

Windows: Die Rotationswinkel können in 10 Grad- Schritten mit den Tasten F2..F7 verändert werden oder mit Faktoren > Rotationen in beliebigen Werten. F8 setzt alle Rotationswinkel wider auf 0 Grad.

UNIX : Die Rotationswinkel können in 10 Grad- Schritten mit den Pushbuttons RX+, RX-, RY+, RY-, RZ+ und RZ- verändert werden. Pushbutton Rot 0 setzt alle Rotationswinkel wider auf 0 Grad.

Meist passen Plots, die vollständig auf dem Bildschirm dargestellt werden, auch mit den gleichen Faktoren auf den Plotter. Da Plotter aber ein anderes X-Y- Verhältnis haben, müssen für Plotterausgabe mitunter etwas veränderte Faktoren gewählt werden.

Globale Vergrößerungen :

Windows: Faktoren > Globale Vergrößerungen

Zoomen erfolgt entweder in Sprüngen mit den Tasten BILD HOCH und BILD RUNTER oder feinfühlig mit Faktoren FACX, FACY, FACZ. Die Eingabe von Faktoren ist auch sinnvoll, wenn verschiedene Strukturen mit den gleichen Maßtäben geplottet werden sollen.

UNIX : Pushbuttons Zoom+ und Zoom-

Schieben (Panning):

Windows: Faktoren > Zentrierfaktoren

Schieben (Panning) erfolgt in X-Richtung mit Tasten CURSOR LINKS und CURSOR RECHTS, in Y mit CURSOR HOCH und CURSOR RUNTER und in Z (bei dreidimensionalen Strukturen) mit POS 1 und ENDE. Alternativ kann Faktoren > Zentrierfaktoren genutzt werden: CX, CY und CZ.

UNIX : Pushbuttons X+, X-, Y+, Y-, Z+, Z-

Vergrößern der Verschiebungen:

Windows: Faktoren > Verschiebungen

UNIX : Textfelder FUX, FUY und FUZ

Vergrößern der Verschiebungen erfolgt mit Faktoren > Verschiebungen : FUX, FUY und FUZ. Standardwerte je 100. Achtung UNIX: Wie bei UNIX üblich, greifen die Änderungen nur bei einem jeweiligen RETURN. Sie können aber auch alle drei Felder einfach ausfüllen und dann den Pushbutton Regen (für Regenerieren) betätigen.

Rotationen:

Windows: Faktoren > Rotationen

Die Rotationen um X, Y und Z werden mit Faktoren > Rotationen definiert: ROTX, ROTY und ROTZ. Standardwerte je 0. Mit den Tasten F2..F7 kann in 10-Grad Sprüngen gedreht werden.

UNIX : Pushbuttons RX+, RX-, RY+, RY-, RZ+, RZ-

Drehung in 10 Grad Schritten. Pushbutton Rot 0 setzt sie zurück.

Höhen- Seitenverhältnis:

Windows: Faktoren > X-Korrektur FXCOR

UNIX : Textfeld FXCOR

Mit der Funktion X-Korrektur FXCOR kann das Höhen-Seitenverhältnis zur Monitoranpassung verändert werden. Es wird der Default-Wert 0.75 geladen, der aber ggf. je nach Monitortyp eine gewisse Anpassung brauchen. Der Wert wird in Z88P.STO gespeichert, sodaß er bei einer erneuten Sitzung dann stimmt.

Vergleichsspannungen:

Windows: V-Spannungen > keine V-Spannungen, zeige V-Spannungen

UNIX : Pushbutton VSpan

Wurden vorher Vergleichsspannungen mit Z88D berechnet (dies ist nur für Kontinuumselemente 1, 3, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19 und 20 möglich und sinnvoll), so können diese Vergleichsspannungen für die Gaußpunkte (Elemente 1,7,8,10,11 und 12) bzw. für die Elementschwerpunkte (Elemente 3 und 6) am Bildschirm oder Plotter sichtbar gemacht werden.

Das geht nur, wenn Sie bei Struktur > Unverformt angewählt haben. Ansonsten merkt sich Z88P, daß Sie Vergleichsspannungen plotten wollen und zeigt bzw. plottet diese, wenn Sie nach > Zeige V-Spannungen anschließend auf Struktur > Unverformt gehen.

Mit Menüfunktion Zeige V-Spannungen werden die mit Z88D berechneten Vergleichs-Spannungen bei Auswahl Plotter in eine Buchstabenskala von A bis J umgesetzt.

Bei Bildschirmausgaben Ausgabe in Form einer Farbskala. Diese Farbskala können Sie in Z88P.COL (Windows) oder Z88.FCD (UNIX) nach persöhnlichen Wünschen einstellen.

Genaue Spannungs-Ergebnisse der Ausgabedatei Z88O3.TXT entnehmen.

ACHTUNG: Der Bediener ist dafür verantwortlich, das er bei Nutzung dieser Funktion eine Spannungsberechnung ausgeführt hat. Also vor Nutzung von Z88P einen FE- Lauf mit Z88F oder dem Iterationssolver und dann einen Spannungs-Lauf mit Z88D laufen lassen. Sonst werden irgendwelche Files Z88O5.TXT (Spannungen) aus früheren Rechnungen angezogen !!

Es gilt:

- Zuvor Spannungsberechnung mit Z88D. Dabei war im File Z88I3.TXT das Vergleichs- Spannungsflag ISFLAG 1, und für Elemente 1,7,8,10,11 und 12 war die Integrationsordnung INTORD in Z88I3.TXT ungleich 0.
- Kontinuums-Elemente vom Typ 1, 3, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19 und 20.
- unverformter Zustand.

Beachte: Damit eine "schöne" Spannungsskala ensteht, sollten die Spannungswerte zwischen 0..100 oder 0..1000 liegen. Ggf. über Randbedingungen beim Rechnen steuern, auf echte Werte hoch- oder runterrechnen. Dies liegt daran, daß die Spannungsskala aus ganzzahligen Werten gebildet wird.

Autoskalieren:

Windows: Autoscale > No Autoscale, Yes Autoscale

UNIX : Pushbutton AutoS

Die Autoscale-Funktion sorgt dafür, daß Strukturen vollständig auf den Bildschirm passen.

Sie wird beim Laden einer Struktur mit Datei > Strukturfile oder wenn kein File Z88P.STO vorhanden ist, automatisch aktiviert. Sie wird dann gleich wieder deaktiviert, daher steht der Haken dann auf No Autoscale. Ist dagegen ein File Z88P.STO vorhanden, werden die Faktoren aus diesem File gezogen. Sie können dann mit Autoscale > Yes Autoscale passend skalieren lassen. Sodann schaltet Autoscale sofort wieder auf No Autoscale. Autoscale > Yes Autoscale ist also eine Art Tipptaste. Das oben Gesagte gilt sinngemäß auch für UNIX.