Към съдържанието

Контакт и вграждане

Използвайте функциите за контактен анализ и вграждане при задачи, в които независими части влизат в контакт и предават натоварване или се плъзгат една спрямо друга, както и при задачи, в които една част трябва да бъде представена като вградена в друга. Контактният анализ налага ограничения, които предотвратяват проникване и предават сили на триене по контактните повърхнини, докато вграждането представя напълно ограничена връзка между частите.

Контактният анализ във FrontISTR се конфигурира чрез комбинация от тип контакт, алгоритъм за решение, дефиниция на контактна двойка и активиране по стъпки. Вграждането използва контактната рамка, за да ограничи възли от вградената страна към елементи от приемащата страна.

Общ преглед на функциите

Полезно е контактният анализ да се организира чрез последователен избор на следните елементи.

Ос на избора Опции Роля
Тип контакт Контакт с малко плъзгане, контакт с крайно плъзгане, свързано ограничение Определя как са разрешени относителното движение, разделянето и плъзгането между контактните повърхнини.
Алгоритъм за решение SLAGRANGE, ALAGRANGE Определя как контактните ограничения се включват в линейната система и нелинейните итерации.
Контактна двойка NODE-SURF, SURF-SURF Определя представянето на подчинената и главната страна. Дефинициите на двойките се задават в данните за мрежата.
Триене Без триене, Coulomb-ово триене Задава тангенциалното съпротивление чрез коефициент на триене.
Активиране Ред CONTACT на !STEP Активира контактна група или група за вграждане за всяка стъпка.

Във входните данни дефинирайте контактните условия с !CONTACT и изберете метода за решение с !CONTACT_ALGO. Параметрите за настройване на откриването на контакт са групирани в !CONTACT_PARAM. За постепенно обработване на начално взаимно проникване използвайте и !CONTACT_INTERFERENCE.

Вграждането се дефинира с !EMBED и се активира за всяка стъпка чрез същия ред CONTACT, който се използва за контакт. За елиминирането на контактни степени на свобода и обработката на многочленни ограничения от линейния решател вижте Решател и предобуславяне.

Избор на метод за контактен анализ

Изберете типа контакт според относителното движение на контактните повърхнини и целта на анализа. Използвайте контакт с малко плъзгане, когато плъзгането е ограничено и не са необходими големи актуализации на контактното положение. Използвайте контакт с крайно плъзгане при големи деформации или голямо относително плъзгане. Използвайте свързано ограничение, когато частите трябва да останат постоянно свързани без плъзгане или разделяне.

За алгоритъма за решение първо разгледайте стандартния метод с множители на Lagrange (SLAGRANGE). Ако точността на ограничението трябва да бъде подобрена чрез външни итерации, разгледайте разширения метод с множители на Lagrange (ALAGRANGE). При ALAGRANGE параметърът AUGITER задава броя на итерациите на разширения Lagrange.

Когато се отчита триене, задайте коефициент на триене за всяка контактна двойка. Контактна двойка с коефициент на триене 0 се разглежда като контакт без триене. Тъй като триенето влияе върху сходимостта, задавайте го само за контактни двойки, при които е необходимо.

Като контактни повърхнини се поддържат само повърхнини на елементи от първи ред. Не се поддържат входни данни, които използват повърхнини на елементи от по-висок ред като контактни повърхнини. При използване на контакт в анализ с елементи от по-висок ред моделирайте контактните повърхнини така, че да могат да бъдат еквивалентно представени чрез повърхнини на елементи от първи ред.

Контакт с малко плъзгане

Контактът с малко плъзгане е тип контакт, при който се приема, че промените в контактното положение са малки. Във входните данни го задайте с INTERACTION=SSLID в !CONTACT.

При задачи с малко относително плъзгане между контактните повърхнини контактът с малко плъзгане може да направи откриването на контакт по-стабилно. Той обработва промени в контактното състояние и разделянето, но не предполага голямо преместване на съответстващите контактни точки, както контактът с крайно плъзгане.

Контактът с малко плъзгане поддържа както контакт без триене, така и контакт с Coulomb-ово триене. Контакт върху повърхнини на елементи от по-висок ред не се поддържа.

Контакт с крайно плъзгане

Контактът с крайно плъзгане е тип контакт, при който съответстващите контактни точки се актуализират с развитието на деформацията. Във входните данни го задайте с INTERACTION=FSLID в !CONTACT.

Използвайте контакт с крайно плъзгане при голяма деформация, голямо относително плъзгане между частите или преместване на контактното положение далеч от началната му позиция. За намиране на съответстващите контактни точки се използва търсене по клетки, което позволява контактното положение да се актуализира по време на анализа.

INTERACTION=GLUED е съвместима спецификация и вътрешно се обработва като контакт с крайно плъзгане. Контактът с крайно плъзгане поддържа както контакт без триене, така и контакт с Coulomb-ово триене.

Свързано ограничение

Свързаното ограничение е тип контакт, който постоянно свързва повърхнините, зададени от контактна двойка. Във входните данни го задайте с INTERACTION=TIED в !CONTACT.

Свързаното ограничение не допуска нито плъзгане, нито разделяне. То е полезно при свързване на мрежи с различни размери на елементите или когато области, създадени като отделни части, трябва да се държат като едно тяло в анализа.

Вграждането ограничава възлите от вградената страна към приемащи елементи, затова входните му обекти се различават от тези на свързаното ограничение, което свързва двете повърхнини на контактна двойка. Използвайте вграждане, когато група възли трябва да бъде ограничена вътре в околните елементи.

Вграждане

Вграждането ограничава група възли от вградената страна към група елементи от приемащата страна. Във входните данни дефинирайте двойката за вграждане с !EMBED PAIR в данните за мрежата и задайте името на двойката и ID на групата с !EMBED в управляващите данни за анализа.

В двойка за вграждане SLAVE_GRP е групата възли от вградената страна, а MASTER_GRP е групата елементи от приемащата страна. Използвайте тази функция, когато група възли трябва да бъде твърдо ограничена в околните обемни елементи.

Вграждането се асемблира според глобалната настройка за решение на контакт. Обикновено първо разгледайте SLAGRANGE. Когато използвате ALAGRANGE, проверете наказателния коефициент и сходимостта на външните итерации. Триене не се поддържа. Активирането по стъпки използва същия механизъм като контакта: задайте ID на групата в реда CONTACT на !STEP.

Алгоритми за решение

Алгоритъмът за решение на контакт се задава с !CONTACT_ALGO. Той е независим от типа контакт и се използва за промяна на начина, по който се решават ограниченията за една и съща контактна двойка.

TYPE=SLAGRANGE е стандартният метод с множители на Lagrange. Той включва контактните степени на свобода в линейната система и обработва директно уравненията на ограниченията. Това е стандартен и стабилен избор и следва да се разглежда първо и при използване на вграждане.

TYPE=ALAGRANGE е разширеният метод с множители на Lagrange. Той комбинира наказателен член с външни итерации за удовлетворяване на ограниченията. Може да се разглежда, когато е необходима по-висока точност на контактните ограничения, но тъй като AUGITER добавя външни итерации, трябва да се проверят изчислителната цена и поведението на сходимостта.

За елиминирането на контактни степени на свобода, комбинациите с директни и итерационни решатели и методите за обработка на MPC вижте Решател и предобуславяне.

Дефиниране на контактна двойка

Контактната двойка е спецификация в данните за мрежата, която определя коя подчинена страна контактува с коя главна страна. Във входните данни дефинирайте името на двойката, подчинената група и главната група с !CONTACT PAIR, а в управляващите данни за анализа реферирайте името на двойката от !CONTACT.

TYPE=NODE-SURF е представяне възел-към-повърхнина, при което подчинената страна се задава като група възли, а главната — като група повърхнини. То директно представя задачи, при които група възли контактува с повърхнина.

TYPE=SURF-SURF задава и подчинената, и главната страна като групи повърхнини. Вътрешно от групата на подчинената повърхнина се генерира група възли и двойката се преобразува в контакт възел-към-повърхнина. Използвайте това представяне, когато подчинената повърхнина трябва да се управлява като група повърхнини.

Параметри за откриване на контакт

Параметрите за откриване на контакт са числови прагове, използвани при търсенето на контакт и превключването на контактните състояния. Във входните данни дефинирайте именован набор от параметри с !CONTACT_PARAM и го реферирайте чрез CONTACTPARAM в !CONTACT.

Представителни параметри са нормалният луфт CLEARANCE, CLR_SAME_ELEM за елементи, които вече са в контакт, TENSILE_FORCE за откриване на разделяне и BOX_EXP_RATE за разширяване на областта за търсене. Стойността по подразбиране на CLEARANCE е 0.01.

За стандартни анализи параметрите по подразбиране за откриване на контакт обикновено са достатъчни. Настройвайте ги само при възникване на проблеми, например осцилации на контактното състояние, нежелано превключване на контактните точки или нестабилност при началното търсене на контакт. За стойностите на параметрите и реда на редовете с данни вижте справочника на ключовите думи.

Разрешаване на контактно взаимно проникване

Разрешаването на контактно взаимно проникване е функция, която постепенно променя размера на проникването или разделянето за модел, чиито контактни повърхнини се пресичат в началното състояние. Задава се с !CONTACT_INTERFERENCE.

Използвайте TYPE=SLAVE или TYPE=MASTER, за да изберете дали разрешаването на проникването се отнася към подчинената или главната страна. END задава момента, в който разрешаването на проникването завършва, а на всяка контактна двойка се задават начална позиция initial_pos и крайна позиция end_pos.

Тази функция е полезна, когато частите геометрично се пресичат в модела, но това проникване трябва да бъде възпроизведено в анализа като начално контактно състояние или състояние на пресова сглобка. Рязкото премахване на проникването може да влоши сходимостта, затова го променяйте постепенно в рамките на стъпката.

Свързани теми

AI-assisted translation May contain errors Official docs Status