Preskočiť na obsah

Kontakt a vloženie

Funkcie kontaktnej analýzy a vloženia používajte pri úlohách, v ktorých sa nezávislé časti dostávajú do kontaktu a prenášajú zaťaženie alebo sa navzájom posúvajú, prípadne keď má byť jedna časť reprezentovaná ako vložená do druhej. Kontaktná analýza ukladá obmedzenia zabraňujúce prenikaniu a prenáša trecie sily na kontaktných plochách, zatiaľ čo vloženie predstavuje úplne viazané spojenie medzi časťami.

Kontaktná analýza vo FrontISTR sa konfiguruje kombináciou typu kontaktu, algoritmu riešenia, definície kontaktnej dvojice a aktivácie po krokoch. Vloženie využíva kontaktný mechanizmus na viazanie uzlov vloženej strany na prvky hostiteľskej strany.

Prehľad funkcií

Kontaktnú analýzu je užitočné usporiadať postupným výberom nasledujúcich položiek.

Os výberu Možnosti Úloha
Typ kontaktu Kontakt s malým sklzom, kontakt s konečným sklzom, viazané spojenie Určuje, aký relatívny pohyb, oddelenie a sklz sú medzi kontaktnými plochami povolené.
Algoritmus riešenia SLAGRANGE, ALAGRANGE Určuje, ako sa kontaktné obmedzenia začlenia do lineárnej sústavy a nelineárnych iterácií.
Kontaktná dvojica NODE-SURF, SURF-SURF Určuje reprezentáciu slave a master strany. Definície dvojíc sa zadávajú v údajoch siete.
Trenie Bez trenia, Coulombovo trenie Určuje tangenciálny odpor pomocou koeficientu trenia.
Aktivácia !STEP, riadok CONTACT Aktivuje kontaktnú skupinu alebo skupinu vloženia pre každý krok.

Vo vstupných údajoch definujte kontaktné podmienky pomocou !CONTACT a spôsob riešenia vyberte pomocou !CONTACT_ALGO. Parametre na ladenie detekcie kontaktu sú zoskupené pod !CONTACT_PARAM. Na postupné odstránenie počiatočného prekrytia použite aj !CONTACT_INTERFERENCE.

Vloženie sa definuje pomocou !EMBED a pre každý krok sa aktivuje tým istým riadkom CONTACT ako kontakt. Eliminácia kontaktných stupňov voľnosti a spracovanie viacbodových väzieb lineárnym riešičom sú uvedené v Riešič a predpodmieňovanie.

Výber metódy kontaktnej analýzy

Typ kontaktu vyberte podľa relatívneho pohybu kontaktných plôch a účelu analýzy. Kontakt s malým sklzom použite, ak je sklz obmedzený a nie sú potrebné veľké aktualizácie polohy kontaktu. Kontakt s konečným sklzom použite pri veľkých deformáciách alebo veľkom relatívnom sklze. Viazané spojenie použite, keď majú časti zostať trvalo spojené bez sklzu alebo oddelenia.

Ako algoritmus riešenia najprv zvážte štandardnú metódu Lagrangeových multiplikátorov (SLAGRANGE). Ak je potrebné zlepšiť presnosť väzby vonkajšími iteráciami, zvážte rozšírenú metódu Lagrangeových multiplikátorov (ALAGRANGE). Pri ALAGRANGE určuje AUGITER počet rozšírených Lagrangeových iterácií.

Ak sa uvažuje trenie, zadajte koeficient trenia pre každú kontaktnú dvojicu. Kontaktná dvojica s koeficientom trenia 0 sa považuje za beztrenie. Keďže trenie ovplyvňuje konvergenciu, zadávajte ho iba pre kontaktné dvojice, ktoré ho vyžadujú.

Ako kontaktné plochy sú podporované iba plochy prvkov prvého rádu. Vstupy používajúce ako kontaktné plochy plochy prvkov vyššieho rádu nie sú podporované. Pri kontakte v analýze s prvkami vyššieho rádu modelujte kontaktné plochy tak, aby ich bolo možné ekvivalentne reprezentovať plochami prvkov prvého rádu.

Kontakt s malým sklzom

Kontakt s malým sklzom je typ kontaktu, ktorý predpokladá malé zmeny polohy kontaktu. Vo vstupných údajoch ho zadajte pomocou !CONTACT s INTERACTION=SSLID.

Pri úlohách s malým relatívnym sklzom medzi kontaktnými plochami môže tento typ kontaktu stabilizovať detekciu kontaktu. Spracúva zmeny kontaktného stavu a oddelenie, ale na rozdiel od kontaktu s konečným sklzom nepredpokladá veľký pohyb zodpovedajúcich kontaktných bodov.

Kontakt s malým sklzom podporuje beztrenie aj Coulombovo trenie. Kontakt na plochách prvkov vyššieho rádu nie je podporovaný.

Kontakt s konečným sklzom

Kontakt s konečným sklzom je typ kontaktu, ktorý s postupom deformácie aktualizuje zodpovedajúce kontaktné body. Vo vstupných údajoch ho zadajte pomocou !CONTACT s INTERACTION=FSLID.

Použite ho pri veľkých deformáciách, veľkom relatívnom sklze medzi časťami alebo pri presune polohy kontaktu ďaleko od počiatočnej polohy. Na vyhľadanie zodpovedajúcich kontaktných bodov sa používa bucket search, takže polohu kontaktu možno počas analýzy aktualizovať.

INTERACTION=GLUED je kompatibilné zadanie a interne sa spracúva ako kontakt s konečným sklzom. Kontakt s konečným sklzom podporuje beztrenie aj Coulombovo trenie.

Viazané spojenie

Viazané spojenie je typ kontaktu, ktorý trvalo spája plochy určené kontaktnou dvojicou. Vo vstupných údajoch ho zadajte pomocou !CONTACT s INTERACTION=TIED.

Viazané spojenie nepovoľuje sklz ani oddelenie. Je vhodné pri spájaní sietí s rozdielnou veľkosťou prvkov alebo keď sa oblasti vytvorené ako samostatné časti majú v analýze správať ako jedno teleso.

Vloženie viaže uzly na vloženej strane k hostiteľským prvkom, preto má iné vstupné ciele než viazané spojenie, ktoré spája dve plochy kontaktnej dvojice. Vloženie použite, ak treba skupinu uzlov viazať vo vnútri okolitých prvkov.

Vloženie

Vloženie viaže skupinu uzlov na vloženej strane ku skupine prvkov na hostiteľskej strane. V údajoch siete definujte dvojicu vloženia pomocou !EMBED PAIR a v riadiacich údajoch analýzy zadajte názov dvojice a ID skupiny pomocou !EMBED.

V dvojici vloženia je SLAVE_GRP skupina uzlov na vloženej strane a MASTER_GRP skupina prvkov na hostiteľskej strane. Túto funkciu použite, keď treba skupinu uzlov tuho viazať vo vnútri okolitých objemových prvkov.

Vloženie sa zostavuje podľa globálneho nastavenia riešenia kontaktu. Za bežných okolností najprv zvážte SLAGRANGE. Pri použití ALAGRANGE skontrolujte penalizačný koeficient a konvergenciu vonkajších iterácií. Trenie nie je podporované. Aktivácia po krokoch používa rovnaký mechanizmus ako kontakt: zadajte ID skupiny v !STEP na riadku CONTACT.

Algoritmy riešenia

Algoritmus riešenia kontaktu sa zadáva pomocou !CONTACT_ALGO. Je nezávislý od typu kontaktu a mení spôsob riešenia obmedzení pre tú istú kontaktnú dvojicu.

TYPE=SLAGRANGE je štandardná metóda Lagrangeových multiplikátorov. Začleňuje kontaktné stupne voľnosti do lineárnej sústavy a priamo spracúva rovnice väzieb. Ide o štandardnú stabilnú voľbu, ktorú treba zvážiť ako prvú aj pri vložení.

TYPE=ALAGRANGE je rozšírená metóda Lagrangeových multiplikátorov. Kombinuje penalizačný člen s vonkajšími iteráciami na splnenie väzieb. Možno ju zvážiť, ak sa vyžaduje vyššia presnosť kontaktnej väzby, ale keďže AUGITER pridáva vonkajšie iterácie, treba skontrolovať výpočtové náklady a správanie konvergencie.

Eliminácia kontaktných stupňov voľnosti, kombinácie s priamymi a iteračnými riešičmi a metódy spracovania MPC sú uvedené v Riešič a predpodmieňovanie.

Definícia kontaktnej dvojice

Kontaktná dvojica je špecifikácia v údajoch siete určujúca, ktorá slave strana sa dotýka ktorej master strany. Vo vstupných údajoch definujte názov dvojice, slave skupinu a master skupinu pomocou !CONTACT PAIR a v riadiacich údajoch analýzy odkazujte na názov dvojice z !CONTACT.

TYPE=NODE-SURF je reprezentácia uzol–plocha, v ktorej sa slave strana zadáva ako skupina uzlov a master strana ako skupina plôch. Priamo reprezentuje úlohy, v ktorých skupina uzlov kontaktuje plochu.

TYPE=SURF-SURF zadáva slave aj master stranu ako skupiny plôch. Interne sa zo slave skupiny plôch vytvorí skupina uzlov a dvojica sa skonvertuje na kontakt uzol–plocha. Túto reprezentáciu použite, ak má byť slave plocha spravovaná ako skupina plôch.

Parametre detekcie kontaktu

Parametre detekcie kontaktu sú numerické prahy používané pri vyhľadávaní kontaktu a prepínaní kontaktných stavov. Vo vstupných údajoch definujte pomenovanú sadu parametrov pomocou !CONTACT_PARAM a odkazujte na ňu z !CONTACT pomocou CONTACTPARAM.

Medzi typické parametre patria normálna vôľa CLEARANCE, CLR_SAME_ELEM pre prvky, ktoré už sú v kontakte, TENSILE_FORCE na detekciu oddelenia a BOX_EXP_RATE na rozšírenie vyhľadávacieho boxu. Predvolená hodnota CLEARANCE je 0.01.

Pri štandardných analýzach sú predvolené parametre detekcie kontaktu vo všeobecnosti postačujúce. Upravujte ich iba v prípade problémov, napríklad oscilácie kontaktného stavu, nežiaduceho prepínania kontaktných bodov alebo nestability počiatočného vyhľadávania kontaktu. Hodnoty parametrov a poradie dátových riadkov sú uvedené v referencii kľúčových slov.

Odstránenie počiatočného prekrytia kontaktu

Odstránenie kontaktného prekrytia je funkcia, ktorá postupne mení veľkosť prekrytia alebo medzery v modeli, ktorého kontaktné plochy sa v počiatočnom stave prekrývajú. Zadáva sa pomocou !CONTACT_INTERFERENCE.

Pomocou TYPE=SLAVE alebo TYPE=MASTER vyberte, či sa odstránenie prekrytia vzťahuje na slave alebo master stranu. END určuje čas ukončenia odstránenia prekrytia a každej kontaktnej dvojici sa priradí počiatočná poloha initial_pos a koncová poloha end_pos.

Táto funkcia je užitočná, ak sa časti v modeli geometricky prekrývajú, ale prekrytie má byť v analýze reprodukované ako počiatočný kontaktný stav alebo stav lisovaného spoja. Náhle odstránenie prekrytia môže zhoršiť konvergenciu, preto ho v rámci kroku meňte postupne.

Súvisiace témy

AI-assisted translation May contain errors Official docs Status