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Análise de contacto (parte 1)

Esta análise utiliza os dados em tutorial/09_contact_hertz.

Modelo de análise

Este é um problema de contacto de Hertz. A Figura 4.9.1 apresenta a geometria a analisar e a Figura 4.9.2 apresenta os dados da malha.

Item Descrição Notas Referência
Tipo de análise Análise estática não linear (elastoplasticidade, contacto) !SOLUTION,TYPE=NLSTATIC !CONTACT
Número de nós 408
Número de elementos 168
Tipo de elemento Elemento hexaédrico de primeira ordem com 8 nós !ELEMENT,TYPE=361
Nome do material MAT1 !MATERIAL,NAME=MAT1
Propriedade do material ELASTIC !ELASTIC
Condições de fronteira Restrições, deslocamento prescrito
Solver linear CG/SSOR !SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1

Geometria do modelo de análise

Fig. 4.9.1 Geometria do modelo de análise

Dados da malha do modelo de análise

Fig. 4.9.2 Dados da malha do modelo de análise

Descrição da análise

É efetuada uma análise de contacto pelo método dos multiplicadores de Lagrange aumentado, aplicando um deslocamento prescrito na direção de compressão à superfície superior de um modelo de um quarto de disco. Os dados de controlo da análise são apresentados abaixo.

Dados de controlo da análise cgs3.cnt

#  Control File for FISTR
## Analysis Control
!VERSION
 3
!SOLUTION, TYPE=NLSTATIC
!WRITE,RESULT
!WRITE,VISUAL
## Solver Control
### Boundary Condition
!BOUNDARY, GRPID=1
 ALL, 3, 3, 0.0
 BOTTOM, 2, 2, 0.0
 CENTER, 1, 1, 0.0
 UPPER,  2, 2, -0.306
!CONTACT_ALGO, TYPE=ALAGRANGE
!CONTACT, GRPID=1
 CP1, 0.0
### STEP
!STEP, SUBSTEPS=5, CONVERG=1.0e-5
 BOUNDARY, 1
 CONTACT,  1
### Material
!MATERIAL, NAME=MAT1
!ELASTIC
 1100.0, 0.0
### Solver Setting
!SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1,ITERLOG=YES,TIMELOG=YES
 1000, 1
 1.0e-10, 1.0, 0.0
## Post Control
!VISUAL,method=PSR
!surface_num=1
!surface 1
!output_type=VTK
!END

Procedimento de análise

Execute o comando executável fistr1 do FrontISTR.

cd FrontISTR/tutorial/09_contact_hertz
fistr1 -t 4

(Execução com 4 threads)

Resultados da análise

Para o quinto subpasso, é criado com REVOCAP_PrePost um gráfico da forma deformada com contornos do deslocamento na direção y, apresentado na Figura 4.9.3. Como resultados numéricos da análise, apresenta-se abaixo um excerto do ficheiro de registo dos resultados da análise.

Resultados da análise: deformação e deslocamento na direção y

Fig. 4.9.3 Resultados da análise: deformação e deslocamento na direção y

Registo dos resultados da análise 0.log

 fstr_setup: OK
#### Result step=     0
 ##### Local Summary @Node    :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //U1    0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //U2    0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //U3    0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E11   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E22   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E33   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E12   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E23   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E31   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S11   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S22   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S33   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S12   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S23   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S31   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //SMS   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 ##### Local Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //E11   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E22   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E33   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E12   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E23   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E31   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S11   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S22   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S33   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S12   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S23   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S31   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //SMS   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 ##### Global Summary @Node    :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //U1    0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //U2    0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //U3    0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E11   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E22   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E33   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E12   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E23   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E31   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S11   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S22   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S33   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S12   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S23   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S31   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //SMS   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 ##### Global Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //E11   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E22   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E33   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E12   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E23   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E31   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S11   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S22   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S33   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S12   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S23   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S31   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //SMS   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1

 ...

#### Result step=     5
 ##### Local Summary @Node    :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //U1    1.3079E-02        31 -4.1442E-02        54
 //U2    4.9597E-03      1008 -3.0604E-01        69
 //U3    0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E11   7.1171E-03      1049 -4.7627E-02         1
 //E22   2.0644E-03      1012 -5.3428E-02        50
 //E33   9.3301E-03        50 -4.0103E-03        54
 //E12   4.3231E-02      1000 -2.7666E-02        54
 //E23   1.3028E-12      1046 -1.2515E-12         2
 //E31   3.5660E-13        48 -2.1028E-12        51
 //S11   7.9455E+00      1049 -4.9987E+01         1
 //S22   2.2819E+00      1012 -5.3282E+01        50
 //S33   1.1359E+01        50 -4.4937E+00        54
 //S12   2.0802E+01      1000 -1.4668E+01        54
 //S23   6.7682E-10      1046 -6.3666E-10         2
 //S31   2.0235E-10        48 -1.1497E-09        51
 //SMS   6.0944E+01      1000  1.0198E-01        69
 ##### Local Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //E11   4.6311E-03      1024 -3.5443E-02         8
 //E22   1.7091E-03      1031 -5.4262E-02         8
 //E33   1.5903E-04         7 -1.6631E-05       101
 //E12   1.8590E-02      1009 -2.6073E-02        14
 //E23   1.5204E-13      1000 -4.1521E-13        16
 //E31   1.3902E-13         5 -8.2391E-13         7
 //S11   5.2516E+00      1024 -3.8099E+01         8
 //S22   1.8872E+00      1031 -5.5262E+01         8
 //S33   2.2824E-01         7 -1.8263E-02       101
 //S12   9.8516E+00      1009 -1.3352E+01        14
 //S23   7.8767E-11      1000 -2.1075E-10        16
 //S31   7.7553E-11         5 -4.4780E-10         7
 //SMS   4.9470E+01         8  2.4786E-01      1007
 ##### Global Summary @Node    :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //U1    1.3079E-02        31 -4.1442E-02        54
 //U2    4.9597E-03      1008 -3.0604E-01        69
 //U3    0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E11   7.1171E-03      1049 -4.7627E-02         1
 //E22   2.0644E-03      1012 -5.3428E-02        50
 //E33   9.3301E-03        50 -4.0103E-03        54
 //E12   4.3231E-02      1000 -2.7666E-02        54
 //E23   1.3028E-12      1046 -1.2515E-12         2
 //E31   3.5660E-13        48 -2.1028E-12        51
 //S11   7.9455E+00      1049 -4.9987E+01         1
 //S22   2.2819E+00      1012 -5.3282E+01        50
 //S33   1.1359E+01        50 -4.4937E+00        54
 //S12   2.0802E+01      1000 -1.4668E+01        54
 //S23   6.7682E-10      1046 -6.3666E-10         2
 //S31   2.0235E-10        48 -1.1497E-09        51
 //SMS   6.0944E+01      1000  1.0198E-01        69
 ##### Global Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //E11   4.6311E-03      1024 -3.5443E-02         8
 //E22   1.7091E-03      1031 -5.4262E-02         8
 //E33   1.5903E-04         7 -1.6631E-05       101
 //E12   1.8590E-02      1009 -2.6073E-02        14
 //E23   1.5204E-13      1000 -4.1521E-13        16
 //E31   1.3902E-13         5 -8.2391E-13         7
 //S11   5.2516E+00      1024 -3.8099E+01         8
 //S22   1.8872E+00      1031 -5.5262E+01         8
 //S33   2.2824E-01         7 -1.8263E-02       101
 //S12   9.8516E+00      1009 -1.3352E+01        14
 //S23   7.8767E-11      1000 -2.1075E-10        16
 //S31   7.7553E-11         5 -4.4780E-10         7
 //SMS   4.9470E+01         8  2.4786E-01      1007