Preskoči na sadržaj

Kontakt i ugrađivanje

Funkcije kontaktne analize i ugrađivanja upotrebljavaju se za probleme u kojima neovisni dijelovi dolaze u kontakt te prenose opterećenje ili klize jedan u odnosu na drugi, odnosno za probleme u kojima jedan dio treba prikazati kao ugrađen u drugi. Kontaktna analiza primjenjuje ograničenja kojima se sprječava prodiranje i prenose sile trenja na kontaktnim plohama, dok ugrađivanje predstavlja potpuno ograničenu vezu između dijelova.

Kontaktna analiza u FrontISTR-u konfigurira se kombiniranjem vrste kontakta, algoritma rješavanja, definicije kontaktnog para i aktivacije po koracima. Ugrađivanje koristi kontaktni okvir za vezivanje čvorova na ugrađenoj strani uz elemente na strani domaćina.

Pregled funkcija

Kontaktnu analizu korisno je organizirati odabirom sljedećih stavki redom.

Os odabira Mogućnosti Uloga
Vrsta kontakta Kontakt s malim klizanjem, kontakt s konačnim klizanjem, vezano ograničenje Određuje na koji su način dopušteni relativno gibanje, razdvajanje i klizanje između kontaktnih ploha.
Algoritam rješavanja SLAGRANGE, ALAGRANGE Određuje kako se kontaktna ograničenja uključuju u linearni sustav i nelinearne iteracije.
Kontaktni par NODE-SURF, SURF-SURF Određuje prikaz podređene i glavne strane. Definicije parova zadaju se u podacima mreže.
Trenje Bez trenja, Coulombovo trenje Zadaje tangencijalni otpor pomoću koeficijenta trenja.
Aktivacija redak CONTACT u !STEP Aktivira kontaktnu grupu ili grupu ugrađivanja za svaki korak.

U ulaznim podacima definirajte kontaktne uvjete s !CONTACT, a metodu rješavanja odaberite s !CONTACT_ALGO. Parametri za podešavanje detekcije kontakta grupirani su pod !CONTACT_PARAM. Za postupno rješavanje početnog preklapanja upotrijebite i !CONTACT_INTERFERENCE.

Ugrađivanje se definira s !EMBED i aktivira za svaki korak istim retkom CONTACT koji se upotrebljava za kontakt. Za eliminaciju kontaktnih stupnjeva slobode i obradu višetočkastih ograničenja u linearnom rješavaču pogledajte Rješavač i predoblikovanje.

Odabir metode kontaktne analize

Vrstu kontakta odaberite prema relativnom gibanju kontaktnih ploha i svrsi analize. Kontakt s malim klizanjem upotrebljavajte kada je klizanje ograničeno i nisu potrebna velika ažuriranja položaja kontakta. Kontakt s konačnim klizanjem upotrebljavajte za velike deformacije ili veliko relativno klizanje. Vezano ograničenje upotrebljavajte kada dijelovi moraju ostati trajno spojeni bez klizanja ili razdvajanja.

Za algoritam rješavanja najprije razmotrite standardnu metodu Lagrangeovih multiplikatora (SLAGRANGE). Ako točnost ograničenja treba poboljšati vanjskim iteracijama, razmotrite proširenu metodu Lagrangeovih multiplikatora (ALAGRANGE). Kod ALAGRANGE, AUGITER zadaje broj iteracija proširene Lagrangeove metode.

Kada se uzima u obzir trenje, za svaki kontaktni par zadajte koeficijent trenja. Kontaktni par s koeficijentom trenja 0 tretira se kao bez trenja. Budući da trenje utječe na konvergenciju, zadajte ga samo za kontaktne parove kojima je potrebno.

Kao kontaktne plohe podržane su samo plohe elemenata prvog reda. Ulazi koji kao kontaktne plohe koriste plohe elemenata višeg reda nisu podržani. Pri uporabi kontakta u analizi s elementima višeg reda modelirajte kontaktne plohe tako da se mogu ekvivalentno prikazati plohama elemenata prvog reda.

Kontakt s malim klizanjem

Kontakt s malim klizanjem vrsta je kontakta koja pretpostavlja da su promjene položaja kontakta male. U ulaznim podacima zadajte ga s INTERACTION=SSLID u !CONTACT.

Kod problema u kojima je relativno klizanje između kontaktnih ploha malo, kontakt s malim klizanjem može učiniti detekciju kontakta stabilnijom. Obrađuje promjene stanja kontakta i razdvajanje, ali ne pretpostavlja veliko pomicanje odgovarajućih kontaktnih točaka kao kontakt s konačnim klizanjem.

Kontakt s malim klizanjem podržava i kontakt bez trenja i kontakt s Coulombovim trenjem. Kontakt na plohama elemenata višeg reda nije podržan.

Kontakt s konačnim klizanjem

Kontakt s konačnim klizanjem vrsta je kontakta koja ažurira odgovarajuće kontaktne točke kako deformacija napreduje. U ulaznim podacima zadajte ga s INTERACTION=FSLID u !CONTACT.

Kontakt s konačnim klizanjem upotrebljavajte za velike deformacije, veliko relativno klizanje između dijelova ili pomicanje položaja kontakta daleko od početnog položaja. Za pronalaženje odgovarajućih kontaktnih točaka upotrebljava se pretraživanje po spremnicima, čime se položaj kontakta može ažurirati tijekom analize.

INTERACTION=GLUED je specifikacija radi kompatibilnosti i interno se obrađuje kao kontakt s konačnim klizanjem. Kontakt s konačnim klizanjem podržava i kontakt bez trenja i kontakt s Coulombovim trenjem.

Vezano ograničenje

Vezano ograničenje vrsta je kontakta koja trajno povezuje plohe zadane kontaktnim parom. U ulaznim podacima zadajte ga s INTERACTION=TIED u !CONTACT.

Vezano ograničenje ne dopušta ni klizanje ni razdvajanje. Korisno je pri povezivanju mreža s različitim veličinama elemenata ili kada područja izrađena kao odvojeni dijelovi u analizi trebaju djelovati kao jedno tijelo.

Ugrađivanje veže čvorove na ugrađenoj strani uz elemente domaćina, pa se njegovi ulazni ciljevi razlikuju od vezanog ograničenja, koje povezuje dvije plohe kontaktnog para. Ugrađivanje upotrebljavajte kada grupu čvorova treba vezati unutar okolnih elemenata.

Ugrađivanje

Ugrađivanje veže grupu čvorova na ugrađenoj strani uz grupu elemenata na strani domaćina. U ulaznim podacima definirajte par za ugrađivanje s !EMBED PAIR u podacima mreže te zadajte naziv para i ID grupe s !EMBED u podacima za upravljanje analizom.

U paru za ugrađivanje SLAVE_GRP je grupa čvorova na ugrađenoj strani, a MASTER_GRP grupa elemenata na strani domaćina. Ovu funkciju upotrebljavajte kada grupu čvorova treba kruto vezati unutar okolnih volumnih elemenata.

Ugrađivanje se sastavlja prema globalnoj postavci rješavanja kontakta. Uobičajeno najprije razmotrite SLAGRANGE. Pri uporabi ALAGRANGE provjerite penalizacijski koeficijent i konvergenciju vanjskih iteracija. Trenje nije podržano. Aktivacija po koracima koristi isti mehanizam kao kontakt: zadajte ID grupe u retku CONTACT u !STEP.

Algoritmi rješavanja

Algoritam rješavanja kontakta zadaje se s !CONTACT_ALGO. Neovisan je o vrsti kontakta i služi za promjenu načina rješavanja ograničenja za isti kontaktni par.

TYPE=SLAGRANGE standardna je metoda Lagrangeovih multiplikatora. Uključuje kontaktne stupnjeve slobode u linearni sustav i izravno obrađuje jednadžbe ograničenja. To je standardan i stabilan izbor koji treba prvi razmotriti i pri uporabi ugrađivanja.

TYPE=ALAGRANGE je proširena metoda Lagrangeovih multiplikatora. Kombinira penalizacijski član s vanjskim iteracijama radi zadovoljenja ograničenja. Može se razmotriti kada je potrebna veća točnost kontaktnih ograničenja, ali budući da AUGITER dodaje vanjske iteracije, treba provjeriti računski trošak i ponašanje konvergencije.

Za eliminaciju kontaktnih stupnjeva slobode, kombinacije s izravnim i iterativnim rješavačima te metode obrade MPC-a pogledajte Rješavač i predoblikovanje.

Definicija kontaktnog para

Kontaktni par specifikacija je u podacima mreže koja definira koja podređena strana kontaktira s kojom glavnom stranom. U ulaznim podacima definirajte naziv para, podređenu grupu i glavnu grupu s !CONTACT PAIR, a naziv para referencirajte iz !CONTACT u podacima za upravljanje analizom.

TYPE=NODE-SURF prikaz je čvor–ploha u kojem se podređena strana zadaje kao grupa čvorova, a glavna strana kao grupa ploha. Izravno predstavlja probleme u kojima grupa čvorova kontaktira s plohom.

TYPE=SURF-SURF zadaje i podređenu i glavnu stranu kao grupe ploha. Interno se iz podređene grupe ploha generira grupa čvorova i par se pretvara u kontakt čvor–ploha. Ovaj prikaz upotrebljavajte kada se podređenom plohom treba upravljati kao grupom ploha.

Parametri detekcije kontakta

Parametri detekcije kontakta numerički su pragovi koji se upotrebljavaju pri pretraživanju kontakta i prebacivanju stanja kontakta. U ulaznim podacima definirajte imenovani skup parametara s !CONTACT_PARAM, a referencirajte ga pomoću CONTACTPARAM u !CONTACT.

Reprezentativni parametri uključuju normalni zazor CLEARANCE, CLR_SAME_ELEM za elemente koji su već u kontaktu, TENSILE_FORCE za detekciju razdvajanja i BOX_EXP_RATE za proširenje okvira pretraživanja. Zadana vrijednost za CLEARANCE je 0.01.

Za standardne analize zadani parametri detekcije kontakta općenito su dovoljni. Podešavajte ih samo kada se pojave problemi, poput osciliranja stanja kontakta, neželjenog prebacivanja kontaktnih točaka ili nestabilnosti početnog pretraživanja kontakta. Vrijednosti parametara i redoslijed podatkovnih redaka pogledajte u referenci ključnih riječi.

Rješavanje kontaktnog preklapanja

Rješavanje kontaktnog preklapanja funkcija je koja postupno mijenja iznos preklapanja ili razdvajanja za model čije se kontaktne plohe preklapaju u početnom stanju. Zadaje se s !CONTACT_INTERFERENCE.

S TYPE=SLAVE ili TYPE=MASTER odaberite odnosi li se rješavanje preklapanja na podređenu ili glavnu stranu. END zadaje vrijeme završetka rješavanja preklapanja, a svakom kontaktnom paru dodjeljuju se početni položaj initial_pos i završni položaj end_pos.

Ova je funkcija korisna kada se dijelovi geometrijski preklapaju u modelu, ali to preklapanje u analizi treba reproducirati kao početno kontaktno stanje ili stanje prešanog spoja. Naglo uklanjanje preklapanja može pogoršati konvergenciju, pa ga unutar koraka mijenjajte postupno.

Povezane teme

AI-assisted translation May contain errors Official docs Status