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Análise de contacto (parte 2)

Esta análise utiliza os dados em tutorial/10_contact_2tubes.

Modelo de análise

Este é um problema de indentação cilíndrica. A Figura 4.10.1 apresenta a geometria a analisar e a Figura 4.10.2 apresenta os dados da malha.

Item Descrição Notas Referência
Tipo de análise Análise estática não linear (elasticidade, contacto) !SOLUTION,TYPE=NLSTATIC !CONTACT
Número de pontos de contacto 4,000
Número de elementos 2,888
Tipo de elemento Elemento hexaédrico de primeira ordem com 8 nós !ELEMENT,TYPE=361
Nome do material M1 !MATERIAL,NAME=M1
Propriedade do material ELASTIC !ELASTIC
Condições de fronteira Restrições, deslocamento prescrito
Solver linear Método direto !SOLVER,METHOD=MUMPS

Geometria do modelo de análise

Fig. 4.10.1 Geometria do modelo de análise

Dados da malha do modelo de análise

Fig. 4.10.2 Dados da malha do modelo de análise

Descrição da análise

É efetuada uma análise de contacto pelo método dos multiplicadores de Lagrange, aplicando um deslocamento prescrito na direção de indentação à superfície de deslocamento prescrito apresentada na Figura 4.10.1. Os dados de controlo da análise são apresentados abaixo.

Dados de controlo da análise 2tubes.cnt

#  Control File for FISTR
## Analysis Control
!VERSION
 3
!SOLUTION, TYPE=NLSTATIC
!WRITE,RESULT
!WRITE,VISUAL
## Solver Control
### Boundary Condition
!BOUNDARY, GRPID=1
  X0, 1, 3, 0.0
  Y0, 2, 2, 0.0
  Z0, 3, 3, 0.0
!BOUNDARY, GRPID=2
  X1, 1, 1, 0.0
!BOUNDARY, GRPID=3
  X1, 1, 1, -1.0
!CONTACT_ALGO, TYPE=SLAGRANGE
!CONTACT, GRPID=1, INTERACTION=FSLID, NPENALTY=1.0e+2
  CP1, 0.0, 1.0e+5
### STEP
!STEP, SUBSTEPS=4, CONVERG=1.0e-5
 BOUNDARY, 1
 BOUNDARY, 3
 CONTACT, 1
### Material
!MATERIAL, NAME=M1
!ELASTIC
 2.1e+5, 0.3
### Solver Setting
!SOLVER,METHOD=MUMPS
## 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/10_contact_2tubes
fistr1 -t 4

(Execução com 4 threads)

Resultados da análise

Para o quarto subpasso, é criado com REVOCAP_PrePost um gráfico da forma deformada com contornos da tensão de von Mises, apresentado na Figura 4.10.3. Como resultados numéricos da análise, apresenta-se abaixo um excerto do ficheiro de registo dos resultados da análise.

Resultados da análise: deformação e tensão de von Mises

Fig. 4.10.3 Resultados da análise: deformação e tensão de von Mises

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=     4
 ##### Local Summary @Node    :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //U1    8.7136E-04        32 -1.0021E+00      2006
 //U2    8.7633E-03       104 -7.0546E-03      2006
 //U3    8.7634E-03         4 -7.0546E-03      1901
 //E11   7.5985E-04      1901 -4.1250E-04       105
 //E22   9.8385E-04         2 -9.3128E-04      2058
 //E33   9.8386E-04       102 -9.3120E-04      3843
 //E12   5.3544E-04       133 -2.8361E-04       278
 //E23   1.2509E-03      1901 -1.4195E-03         4
 //E31   5.3554E-04        33 -2.8366E-04      1678
 //S11   7.7172E+01       103 -8.9880E+01       101
 //S22   2.0158E+02         2 -2.2918E+02      1905
 //S33   2.0159E+02       102 -2.2920E+02      2010
 //S12   4.3210E+01       133 -2.2913E+01       278
 //S23   1.0057E+02      1901 -1.1446E+02         4
 //S31   4.3219E+01        33 -2.2918E+01      1678
 //SMS   3.0051E+02      1901  3.1670E+00      2454
 ##### Local Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //E11   4.3715E-04      2809 -3.1965E-04      1293
 //E22   8.8407E-04        73 -7.9864E-04      1369
 //E33   8.8408E-04      1365 -7.9867E-04      2809
 //E12   5.3226E-04      1324 -1.9554E-04       188
 //E23   1.0836E-03      2149 -1.0974E-03       684
 //E31   5.3223E-04        32 -1.9559E-04      1176
 //S11   6.6688E+01      1296 -7.9313E+01      1293
 //S22   1.8533E+02        73 -2.1547E+02      1369
 //S33   1.8533E+02      1365 -2.1548E+02      2809
 //S12   4.2951E+01      1324 -1.5800E+01       188
 //S23   8.7338E+01      2149 -8.8751E+01       684
 //S31   4.2949E+01        32 -1.5804E+01      1176
 //SMS   1.9064E+02      1369  3.2782E+00      2126
 ##### Global Summary @Node    :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //U1    8.7136E-04        32 -1.0021E+00      2006
 //U2    8.7633E-03       104 -7.0546E-03      2006
 //U3    8.7634E-03         4 -7.0546E-03      1901
 //E11   7.5985E-04      1901 -4.1250E-04       105
 //E22   9.8385E-04         2 -9.3128E-04      2058
 //E33   9.8386E-04       102 -9.3120E-04      3843
 //E12   5.3544E-04       133 -2.8361E-04       278
 //E23   1.2509E-03      1901 -1.4195E-03         4
 //E31   5.3554E-04        33 -2.8366E-04      1678
 //S11   7.7172E+01       103 -8.9880E+01       101
 //S22   2.0158E+02         2 -2.2918E+02      1905
 //S33   2.0159E+02       102 -2.2920E+02      2010
 //S12   4.3210E+01       133 -2.2913E+01       278
 //S23   1.0057E+02      1901 -1.1446E+02         4
 //S31   4.3219E+01        33 -2.2918E+01      1678
 //SMS   3.0051E+02      1901  3.1670E+00      2454
 ##### Global Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //E11   4.3715E-04      2809 -3.1965E-04      1293
 //E22   8.8407E-04        73 -7.9864E-04      1369
 //E33   8.8408E-04      1365 -7.9867E-04      2809
 //E12   5.3226E-04      1324 -1.9554E-04       188
 //E23   1.0836E-03      2149 -1.0974E-03       684
 //E31   5.3223E-04        32 -1.9559E-04      1176
 //S11   6.6688E+01      1296 -7.9313E+01      1293
 //S22   1.8533E+02        73 -2.1547E+02      1369
 //S33   1.8533E+02      1365 -2.1548E+02      2809
 //S12   4.2951E+01      1324 -1.5800E+01       188
 //S23   8.7338E+01      2149 -8.8751E+01       684
 //S31   4.2949E+01        32 -1.5804E+01      1176
 //SMS   1.9064E+02      1369  3.2782E+00      2126