انتقل إلى المحتوى

التلامس والتضمين

استخدم وظائف تحليل التلامس والتضمين للمسائل التي تتلامس فيها أجزاء مستقلة وتنقل الأحمال أو تنزلق بالنسبة إلى بعضها، أو للمسائل التي يجب فيها تمثيل جزء على أنه مضمَّن داخل جزء آخر. يطبق تحليل التلامس قيودًا لمنع الاختراق ونقل قوى الاحتكاك على أسطح التلامس، بينما يمثّل التضمين اتصالًا مقيدًا بالكامل بين الأجزاء.

يُضبط تحليل التلامس في FrontISTR من خلال الجمع بين نوع التلامس وخوارزمية الحل وتعريف زوج التلامس والتفعيل حسب الخطوات. يستخدم التضمين إطار التلامس لتقييد العقد في الجانب المضمَّن بالعناصر في الجانب المضيف.

نظرة عامة على الوظيفة

من المفيد تنظيم تحليل التلامس باختيار العناصر التالية بالتتابع.

محور الاختيار الخيارات الدور
نوع التلامس تلامس بانزلاق صغير، تلامس بانزلاق محدود، قيد مربوط يحدد كيفية السماح بالحركة النسبية والانفصال والانزلاق بين أسطح التلامس.
خوارزمية الحل SLAGRANGE, ALAGRANGE تحدد كيفية إدراج قيود التلامس في النظام الخطي والتكرارات غير الخطية.
زوج التلامس NODE-SURF, SURF-SURF يحدد تمثيل جانبي slave وmaster. تُحدَّد تعريفات الأزواج في بيانات الشبكة.
الاحتكاك بلا احتكاك، احتكاك Coulomb يحدد المقاومة المماسية باستخدام معامل احتكاك.
التفعيل سطر CONTACT في !STEP يفعّل مجموعة تلامس أو مجموعة تضمين لكل خطوة.

في بيانات الإدخال، عرّف شروط التلامس باستخدام !CONTACT واختر طريقة الحل باستخدام !CONTACT_ALGO. تُجمع معاملات ضبط اكتشاف التلامس ضمن !CONTACT_PARAM. لمعالجة التداخل الابتدائي تدريجيًا، استخدم أيضًا !CONTACT_INTERFERENCE.

يُعرَّف التضمين باستخدام !EMBED ويُفعَّل لكل خطوة عبر سطر CONTACT نفسه المستخدم للتلامس. ولإزالة درجات حرية التلامس ومعالجة المحلّل الخطي للقيود متعددة النقاط، راجع المحلّل والتهيئة المسبقة.

اختيار طريقة تحليل التلامس

اختر نوع التلامس وفقًا للحركة النسبية لأسطح التلامس وغرض التحليل. استخدم التلامس بانزلاق صغير عندما يكون الانزلاق محدودًا ولا تكون هناك حاجة إلى تحديثات كبيرة لموضع التلامس. استخدم التلامس بانزلاق محدود للتشوه الكبير أو الانزلاق النسبي الكبير. استخدم قيدًا مربوطًا عندما يجب أن تبقى الأجزاء متصلة دائمًا من دون انزلاق أو انفصال.

بالنسبة إلى خوارزمية الحل، فكّر أولًا في طريقة مضاعف Lagrange القياسية (SLAGRANGE). إذا كانت دقة القيد بحاجة إلى تحسين عبر تكرارات خارجية، ففكّر في طريقة مضاعف Lagrange المعززة (ALAGRANGE). مع ALAGRANGE، يحدد AUGITER عدد تكرارات Lagrange المعززة.

عند أخذ الاحتكاك في الحسبان، حدّد معامل احتكاك لكل زوج تلامس. ويُعامل زوج التلامس الذي معامل احتكاكه 0 على أنه بلا احتكاك. ولأن الاحتكاك يؤثر في التقارب، فلا تحدده إلا لأزواج التلامس التي تتطلبه.

لا تُدعم كأسطح تلامس إلا أسطح العناصر من الرتبة الأولى. ولا تُدعم المدخلات التي تستخدم أسطح عناصر أعلى رتبة كأسطح تلامس. عند استخدام التلامس في تحليل بعناصر أعلى رتبة، نمذج أسطح التلامس بحيث يمكن تمثيلها بصورة مكافئة بأسطح عناصر من الرتبة الأولى.

التلامس بانزلاق صغير

التلامس بانزلاق صغير هو نوع من التلامس يفترض أن تغيرات موضع التلامس صغيرة. في بيانات الإدخال، حدده باستخدام INTERACTION=SSLID في !CONTACT.

للمسائل التي يكون فيها الانزلاق النسبي بين أسطح التلامس صغيرًا، يمكن للتلامس بانزلاق صغير أن يجعل اكتشاف التلامس أكثر استقرارًا. وهو يتعامل مع تغيرات حالة التلامس والانفصال، لكنه لا يفترض حركة كبيرة لنقاط التلامس المتناظرة كما يفعل التلامس بانزلاق محدود.

يدعم التلامس بانزلاق صغير كلًا من التلامس بلا احتكاك والتلامس مع احتكاك Coulomb. ولا يُدعم التلامس على أسطح العناصر الأعلى رتبة.

التلامس بانزلاق محدود

التلامس بانزلاق محدود هو نوع من التلامس يحدّث نقاط التلامس المتناظرة مع تقدم التشوه. في بيانات الإدخال، حدده باستخدام INTERACTION=FSLID في !CONTACT.

استخدم التلامس بانزلاق محدود للتشوه الكبير أو الانزلاق النسبي الكبير بين الأجزاء أو انتقال موضع التلامس بعيدًا عن موضعه الابتدائي. يُستخدم بحث bucket للعثور على نقاط التلامس المتناظرة، مما يسمح بتحديث موضع التلامس أثناء التحليل.

INTERACTION=GLUED هو تحديد للتوافق ويُعامل داخليًا كتلامس بانزلاق محدود. يدعم التلامس بانزلاق محدود كلًا من التلامس بلا احتكاك والتلامس مع احتكاك Coulomb.

القيد المربوط

القيد المربوط هو نوع تلامس يصل بصورة دائمة بين السطحين المحددين بزوج تلامس. في بيانات الإدخال، حدده باستخدام INTERACTION=TIED في !CONTACT.

لا يسمح القيد المربوط بالانزلاق ولا بالانفصال. وهو مفيد عند توصيل شبكات ذات أحجام عناصر مختلفة أو عندما ينبغي لمناطق منشأة كأجزاء منفصلة أن تتصرف كجسم واحد في التحليل.

يقيّد التضمين عقد الجانب المضمَّن بعناصر المضيف، ولذلك تختلف أهداف الإدخال فيه عن القيد المربوط الذي يصل بين سطحي زوج التلامس. استخدم التضمين عندما يجب تقييد مجموعة من العقد داخل عناصر محيطة.

التضمين

يقيّد التضمين مجموعة عقد في الجانب المضمَّن بمجموعة عناصر في الجانب المضيف. في بيانات الإدخال، عرّف زوج التضمين باستخدام !EMBED PAIR في بيانات الشبكة، وحدد اسم الزوج ومعرّف المجموعة باستخدام !EMBED في بيانات التحكم في التحليل.

في زوج التضمين، تكون SLAVE_GRP مجموعة العقد في الجانب المضمَّن، وتكون MASTER_GRP مجموعة العناصر في الجانب المضيف. استخدم هذه الوظيفة عندما يجب تقييد مجموعة من العقد تقييدًا صلبًا داخل عناصر صلبة محيطة.

يُجمَّع التضمين وفقًا لإعداد حل التلامس العام. عادةً، فكّر في SLAGRANGE أولًا. عند استخدام ALAGRANGE، تحقق من معامل العقوبة ومن تقارب التكرارات الخارجية. لا يُدعم الاحتكاك. يستخدم التفعيل حسب الخطوات الآلية نفسها المستخدمة للتلامس: حدّد معرّف المجموعة في سطر CONTACT في !STEP.

خوارزميات الحل

تُحدَّد خوارزمية حل التلامس باستخدام !CONTACT_ALGO. وهي مستقلة عن نوع التلامس وتُستخدم لتغيير كيفية حل القيود لنفس زوج التلامس.

TYPE=SLAGRANGE هي طريقة مضاعف Lagrange القياسية. وهي تدمج درجات حرية التلامس في النظام الخطي وتعالج معادلات القيد مباشرة. وهي خيار قياسي ومستقر، وينبغي أيضًا النظر فيها أولًا عند استخدام التضمين.

TYPE=ALAGRANGE هي طريقة مضاعف Lagrange المعززة. وهي تجمع بين حد عقوبة وتكرارات خارجية لتحقيق القيود. يمكن النظر فيها عند الحاجة إلى دقة أعلى لقيود التلامس، لكن لأن AUGITER يضيف تكرارات خارجية، يجب التحقق من الكلفة الحسابية وسلوك التقارب.

لإزالة درجات حرية التلامس، وتركيبات المحلّلات المباشرة والتكرارية، وطرق معالجة MPC، راجع المحلّل والتهيئة المسبقة.

تعريف زوج التلامس

زوج التلامس هو تحديد في بيانات الشبكة يعرّف أي جانب slave يتلامس مع أي جانب master. في بيانات الإدخال، عرّف اسم الزوج ومجموعة slave ومجموعة master باستخدام !CONTACT PAIR، وأشر إلى اسم الزوج من !CONTACT في بيانات التحكم في التحليل.

TYPE=NODE-SURF هو تمثيل عقدة-إلى-سطح يُحدَّد فيه جانب slave كمجموعة عقد وجانب master كمجموعة سطح. وهو يمثل مباشرة المسائل التي تتلامس فيها مجموعة عقد مع سطح.

TYPE=SURF-SURF يحدد جانبي slave وmaster كمجموعتي سطح. داخليًا، تُنشأ مجموعة عقد من مجموعة سطح slave ويُحوَّل الزوج إلى تلامس عقدة-إلى-سطح. استخدم هذا التمثيل عندما ينبغي إدارة سطح slave كمجموعة سطح.

معاملات اكتشاف التلامس

معاملات اكتشاف التلامس هي عتبات عددية تُستخدم للبحث عن التلامس ولتبديل حالات التلامس. في بيانات الإدخال، عرّف مجموعة معاملات مسماة باستخدام !CONTACT_PARAM، وأشر إليها باستخدام CONTACTPARAM في !CONTACT.

تشمل المعاملات النموذجية الخلوص العمودي CLEARANCE، وCLR_SAME_ELEM للعناصر التي تكون بالفعل في حالة تلامس، وTENSILE_FORCE لاكتشاف الانفصال، وBOX_EXP_RATE لتوسيع صندوق البحث. القيمة الافتراضية لـ CLEARANCE هي 0.01.

في التحليلات القياسية، تكون معاملات اكتشاف التلامس الافتراضية كافية عمومًا. اضبطها فقط عند حدوث مشكلات، مثل تذبذب حالة التلامس أو تبديل نقاط التلامس بصورة غير مقصودة أو عدم استقرار البحث الابتدائي عن التلامس. راجع مرجع الكلمات المفتاحية لقيم المعاملات وترتيب أسطر البيانات.

معالجة تداخل التلامس

معالجة تداخل التلامس هي وظيفة تغيّر تدريجيًا مقدار التداخل أو الانفصال لنموذج تتداخل فيه أسطح التلامس في الحالة الابتدائية. تُحدَّد باستخدام !CONTACT_INTERFERENCE.

استخدم TYPE=SLAVE أو TYPE=MASTER لاختيار ما إذا كانت معالجة التداخل تُرجع إلى جانب slave أو master. يحدد END الزمن الذي تنتهي عنده معالجة التداخل، ويُعطى لكل زوج تلامس موضع ابتدائي initial_pos وموضع نهائي end_pos.

تفيد هذه الوظيفة عندما تتداخل الأجزاء هندسيًا في النموذج لكن يجب تمثيل ذلك التداخل في التحليل كحالة تلامس ابتدائية أو حالة كبس. قد يؤدي إزالة التداخل فجأة إلى تدهور التقارب، لذا غيّره تدريجيًا داخل الخطوة.

موضوعات ذات صلة