Kontaktas ir įterpimas¶

Kontaktinės analizės ir įterpimo funkcijos naudojamos uždaviniams, kuriuose nepriklausomos detalės susiliečia, perduoda apkrovą ar slysta viena kitos atžvilgiu, taip pat uždaviniams, kuriuose vieną detalę reikia pavaizduoti įterptą į kitą. Kontaktinėje analizėje nustatomi suvaržymai, neleidžiantys prasiskverbti ir perduodantys trinties jėgas kontaktiniuose paviršiuose, o įterpimas reiškia visiškai suvaržytą detalių jungtį.

FrontISTR kontaktinė analizė konfigūruojama derinant kontakto tipą, sprendimo algoritmą, kontaktinės poros apibrėžimą ir aktyvinimą pagal žingsnius. Įterpimas naudoja kontakto sistemą ir suvaržo įterpiamosios pusės mazgus priimančiosios pusės elementuose.

Funkcijų apžvalga¶

Kontaktinę analizę patogu sisteminti nuosekliai pasirenkant toliau išvardytus dalykus.

Įvesties duomenyse kontaktinės sąlygos apibrėžiamos !CONTACT, o sprendimo metodas pasirenkamas !CONTACT_ALGO. Kontakto aptikimo derinimo parametrai sugrupuoti !CONTACT_PARAM. Jei pradinį susikirtimą reikia šalinti palaipsniui, kartu naudojamas !CONTACT_INTERFERENCE.

Įterpimas apibrėžiamas !EMBED ir kiekviename žingsnyje aktyvinamas ta pačia CONTACT eilute kaip kontaktas. Kontaktinių laisvės laipsnių eliminavimą ir daugtaškių suvaržymų apdorojimą tiesiniame sprendiklyje žr. Sprendiklis ir išankstinis sąlygojimas.

Kontaktinės analizės metodo pasirinkimas¶

Kontakto tipą rinkitės pagal santykinį kontaktinių paviršių judėjimą ir analizės tikslą. Jei slydimas mažas ir nereikia didelių kontakto vietos atnaujinimų, naudokite mažo slydimo kontaktą. Didelėms deformacijoms ar dideliam santykiniam slydimui naudokite baigtinio slydimo kontaktą. Jei detalės turi likti nuolat sujungtos, neleidžiant slysti ar atsiskirti, naudokite susieto kontakto suvaržymą.

Sprendimo algoritmui pirmiausia svarstykite standartinį Lagrange daugiklių metodą (SLAGRANGE). Jei suvaržymo tikslumą reikia pagerinti išorinėmis iteracijomis, svarstykite išplėstinį Lagrange daugiklių metodą (ALAGRANGE). Naudojant ALAGRANGE, AUGITER nurodo išplėstinių Lagrange iteracijų skaičių.

Kai atsižvelgiama į trintį, kiekvienai kontaktinei porai nurodykite trinties koeficientą. Kontaktinė pora, kurios trinties koeficientas 0, laikoma be trinties. Kadangi trintis veikia konvergenciją, nurodykite ją tik toms kontaktinėms poroms, kurioms ji būtina.

Kontaktiniais paviršiais gali būti tik pirmos eilės elementų paviršiai. Įvestis, kurioje kontaktiniais paviršiais naudojami aukštesnės eilės elementų paviršiai, nepalaikoma. Jei kontaktas naudojamas analizėje su aukštesnės eilės elementais, kontaktinius paviršius modeliuokite taip, kad juos būtų galima pavaizduoti lygiaverčiais pirmos eilės elementų paviršiais.

Mažo slydimo kontaktas¶

Mažo slydimo kontaktas yra kontakto tipas, kuriame laikoma, kad kontakto vietos pokyčiai yra maži. Įvesties duomenyse jis nurodomas !CONTACT parametru INTERACTION=SSLID.

Uždaviniuose, kuriuose santykinis kontaktinių paviršių slydimas mažas, mažo slydimo kontaktas gali padėti stabilizuoti kontakto aptikimą. Jis apdoroja kontakto būsenos pokyčius ir atsiskyrimą, tačiau, skirtingai nuo baigtinio slydimo kontakto, negrindžiamas dideliu atitinkančių kontaktinių taškų judėjimu.

Mažo slydimo kontaktas palaiko ir kontaktą be trinties, ir kontaktą su Coulomb trintimi. Kontaktas su aukštesnės eilės elementų paviršiais nepalaikomas.

Baigtinio slydimo kontaktas¶

Baigtinio slydimo kontaktas yra kontakto tipas, kuris deformuojantis atnaujina atitinkančius kontaktinius taškus. Įvesties duomenyse jis nurodomas !CONTACT parametru INTERACTION=FSLID.

Baigtinio slydimo kontaktą rinkitės didelėms deformacijoms, dideliam santykiniam detalių slydimui arba kontakto vietos persikėlimui toli nuo pradinės padėties. Atitinkamiems kontaktiniams taškams ieškoti naudojama bucket paieška, todėl kontakto vietą galima atnaujinti analizės metu.

INTERACTION=GLUED yra suderinamumo nurodymas ir viduje apdorojamas kaip baigtinio slydimo kontaktas. Baigtinio slydimo kontaktas palaiko ir kontaktą be trinties, ir kontaktą su Coulomb trintimi.

Susieto kontakto suvaržymas¶

Susieto kontakto suvaržymas yra kontakto tipas, nuolat sujungiantis kontaktinės poros nurodytus paviršius. Įvesties duomenyse jis nurodomas !CONTACT parametru INTERACTION=TIED.

Susieto kontakto suvaržymas neleidžia nei slysti, nei atsiskirti. Jis naudojamas jungiant skirtingo elemento dydžio tinklelius arba kai atskiromis detalėmis sukurtos sritys analizėje turi veikti kaip vienas kūnas.

Įterpimas suvaržo įterpiamosios pusės mazgus priimančiosios pusės elementuose, todėl jo įvesties objektai skiriasi nuo susieto kontakto suvaržymo, jungiančio du kontaktinės poros paviršius. Kai mazgų grupę reikia suvaržyti aplinkinių elementų viduje, naudokite įterpimą.

Įterpimas¶

Įterpimas suvaržo įterpiamosios pusės mazgų grupę priimančiosios pusės elementų grupėje. Įvesties duomenyse įterpimo pora apibrėžiama !EMBED PAIR tinklelio duomenyse, o poros pavadinimas ir grupės ID nurodomi !EMBED analizės valdymo duomenyse.

Įterpimo poroje SLAVE_GRP yra įterpiamosios pusės mazgų grupė, o MASTER_GRP – priimančiosios pusės elementų grupė. Ši funkcija naudojama, kai mazgų grupę reikia standžiai suvaržyti aplinkiniuose tūriniuose elementuose.

Įterpimas surenkamas pagal bendruosius kontakto sprendimo nustatymus. Paprastai pirmiausia svarstykite SLAGRANGE. Naudodami ALAGRANGE, patikrinkite baudos koeficientą ir išorinių iteracijų konvergenciją. Trintis nepalaikoma. Aktyvinimas pagal žingsnius naudoja tą patį mechanizmą kaip kontaktas: grupės ID nurodomas !STEP eilutėje CONTACT.

Sprendimo algoritmai¶

Kontakto sprendimo algoritmas nurodomas !CONTACT_ALGO. Jis pasirenkamas nepriklausomai nuo kontakto tipo ir naudojamas keisti, kaip sprendžiami tos pačios kontaktinės poros suvaržymai.

TYPE=SLAGRANGE yra standartinis Lagrange daugiklių metodas. Jis įtraukia kontaktinius laisvės laipsnius į tiesinę sistemą ir tiesiogiai apdoroja suvaržymų lygtis. Tai standartinis stabilus pasirinkimas, kurį pirmiausia reikėtų svarstyti ir naudojant įterpimą.

TYPE=ALAGRANGE yra išplėstinis Lagrange daugiklių metodas. Jis derina baudos narį su išorinėmis iteracijomis, kad tenkintų suvaržymus. Jį galima svarstyti, kai reikia didesnio kontakto suvaržymo tikslumo, tačiau, kadangi AUGITER prideda išorinių iteracijų, būtina įvertinti skaičiavimo sąnaudas ir konvergenciją.

Kontaktinių laisvės laipsnių eliminavimą, derinius su tiesioginiais ir iteraciniais sprendikliais bei MPC apdorojimo metodus žr. Sprendiklis ir išankstinis sąlygojimas.

Kontaktinės poros apibrėžimas¶

Kontaktinė pora yra tinklelio duomenų nurodymas, apibrėžiantis, kuri slave pusė kontaktuoja su kuria master puse. Įvesties duomenyse poros pavadinimas, slave grupė ir master grupė apibrėžiami !CONTACT PAIR, o analizės valdymo duomenų !CONTACT nurodo poros pavadinimą.

TYPE=NODE-SURF yra mazgo ir paviršiaus vaizdavimas, kuriame slave pusė nurodoma kaip mazgų grupė, o master pusė – kaip paviršių grupė. Jis tiesiogiai vaizduoja uždavinius, kuriuose mazgų grupė kontaktuoja su paviršiumi.

TYPE=SURF-SURF nurodo ir slave, ir master puses kaip paviršių grupes. Viduje iš slave paviršių grupės sugeneruojama mazgų grupė, o pora konvertuojama į mazgo ir paviršiaus kontaktą. Šį vaizdavimą naudokite, kai slave paviršių norima valdyti kaip paviršių grupę.

Kontakto aptikimo parametrai¶

Kontakto aptikimo parametrai yra skaitiniai slenksčiai, naudojami kontakto paieškai ir kontakto būsenoms perjungti. Įvesties duomenyse vardinis parametrų rinkinys apibrėžiamas !CONTACT_PARAM, o !CONTACT nurodo jį per CONTACTPARAM.

Tipiniai parametrai: įprastinis tarpas CLEARANCE, CLR_SAME_ELEM jau kontaktuojantiems elementams, TENSILE_FORCE atsiskyrimui nustatyti ir BOX_EXP_RATE paieškos langeliui išplėsti. Numatytoji CLEARANCE reikšmė yra 0.01.

Standartinėse analizėse numatytųjų kontakto aptikimo parametrų paprastai pakanka. Juos koreguokite tik iškilus problemoms, pvz., svyruojant kontakto būsenai, netyčia persijungiant kontaktiniams taškams ar nestabiliai pradinei kontakto paieškai. Parametrų reikšmes ir duomenų eilučių tvarką žr. raktažodžių žinyne.

Kontaktinio susikirtimo šalinimas¶

Kontaktinio susikirtimo šalinimas yra funkcija, palaipsniui keičianti susikirtimo arba atsiskyrimo dydį modelyje, kurio kontaktiniai paviršiai pradinėje būsenoje susikerta. Įvesties duomenyse ji nurodoma !CONTACT_INTERFERENCE.

Naudojant TYPE=SLAVE arba TYPE=MASTER pasirenkama, ar susikirtimas šalinamas slave, ar master pusės atžvilgiu. END nurodo laiką, kada susikirtimo šalinimas baigiamas, o kiekvienai kontaktinei porai pateikiama pradinė padėtis initial_pos ir galinė padėtis end_pos.

Ši funkcija naudojama, kai modelio geometrijoje detalės susikerta, tačiau analizėje tą susikirtimą reikia atkurti kaip pradinę kontakto arba įspaudimo būseną. Staigus susikirtimo pašalinimas gali pabloginti konvergenciją, todėl žingsnio metu jis keičiamas palaipsniui.

Susijusios temos¶

• Kontaktinė analizė (teorija) — kontaktinių uždavinių formuluotė
• Analizės tipai — netiesinė analizė su kontaktu
• Netiesinės iteracijos ir integravimas laiko atžvilgiu — kontakto iteracijų ciklo struktūra, SLAGRANGE ir ALAGRANGE skirtumai bei konvergencijos kriterijai
• Žingsnio valdymas — kontakto ir įterpimo aktyvinimas pagal žingsnius
• Sprendiklis ir išankstinis sąlygojimas — kontaktinių laisvės laipsnių eliminavimas ir MPC apdorojimo metodai
• Raktažodžių žinynas:
• Analizės valdymas: !CONTACT, !CONTACT_ALGO, !CONTACT_PARAM, !EMBED
• Tinklelio apibrėžimai: !CONTACT PAIR, !EMBED PAIR