Skoči na vsebino

Stik in vgrajevanje

Funkcije kontaktne analize in vgrajevanja uporabite pri problemih, kjer neodvisni deli pridejo v stik in prenašajo obremenitev ali drsijo drug glede na drugega, oziroma pri problemih, kjer je treba en del predstaviti kot vgrajen v drugega. Kontaktna analiza uporablja omejitve za preprečevanje penetracije in prenos trenjskih sil na kontaktnih ploskvah, vgrajevanje pa predstavlja popolnoma omejeno povezavo med deli.

Kontaktna analiza FrontISTR se nastavi s kombinacijo vrste stika, algoritma reševanja, definicije kontaktnega para in aktivacije po korakih. Vgrajevanje uporablja kontaktni okvir za omejitev vozlišč vgrajene strani na elemente gostiteljske strani.

Pregled funkcij

Kontaktno analizo je koristno organizirati z zaporedno izbiro naslednjih postavk.

Vidik izbire Možnosti Vloga
Vrsta stika Stik z majhnim drsenjem, stik s končnim drsenjem, vezana omejitev Določa, kako so dovoljeni relativno gibanje, ločitev in drsenje med kontaktnimi ploskvami.
Algoritem reševanja SLAGRANGE, ALAGRANGE Določa, kako se kontaktne omejitve vključijo v linearni sistem in nelinearne iteracije.
Kontaktni par NODE-SURF, SURF-SURF Določa predstavitev podrejene in glavne strani. Definicije parov se določijo v podatkih mreže.
Trenje Brez trenja, Coulombovo trenje Določa tangencialni upor s koeficientom trenja.
Aktivacija CONTACT line of !STEP Aktivira kontaktno skupino ali skupino vgrajevanja za vsak korak.

V vhodnih podatkih določite kontaktne pogoje z !CONTACT, metodo reševanja pa izberite z !CONTACT_ALGO. Parametri za prilagajanje zaznavanja stika so združeni pod !CONTACT_PARAM. Za postopno obravnavo začetne interference uporabite tudi !CONTACT_INTERFERENCE.

Vgrajevanje je definirano z !EMBED in se za vsak korak aktivira prek iste vrstice CONTACT, kot se uporablja za stik. Za izločanje kontaktnih prostostnih stopenj in obravnavo večtočkovnih omejitev v linearnem reševalniku glejte Reševalnik in predpogojevanje.

Izbira metode kontaktne analize

Vrsto stika izberite glede na relativno gibanje kontaktnih ploskev in namen analize. Stik z majhnim drsenjem uporabite, kadar je drsenje omejeno in velike posodobitve kontaktne lege niso potrebne. Stik s končnim drsenjem uporabite pri velikih deformacijah ali velikem relativnem drsenju. Vezano omejitev uporabite, kadar morajo deli ostati trajno povezani brez drsenja ali ločitve.

Pri algoritmu reševanja najprej razmislite o standardni metodi Lagrangeevih multiplikatorjev (SLAGRANGE). Če je treba natančnost omejitve izboljšati z zunanjimi iteracijami, razmislite o razširjeni metodi Lagrangeevih multiplikatorjev (ALAGRANGE). Pri ALAGRANGE AUGITER določa število iteracij razširjene Lagrangeeve metode.

Če se upošteva trenje, določite koeficient trenja za vsak kontaktni par. Kontaktni par s koeficientom trenja 0 se obravnava kot stik brez trenja. Ker trenje vpliva na konvergenco, ga določite samo za kontaktne pare, ki ga potrebujejo.

Kot kontaktne ploskve so podprte samo ploskve elementov prvega reda. Vhodi, ki kot kontaktne ploskve uporabljajo ploskve elementov višjega reda, niso podprti. Pri uporabi stika v analizi z elementi višjega reda modelirajte kontaktne ploskve tako, da jih je mogoče enakovredno predstaviti s ploskvami elementov prvega reda.

Stik z majhnim drsenjem

Stik z majhnim drsenjem je vrsta stika, ki predpostavlja majhne spremembe kontaktne lege. V vhodnih podatkih ga določite z INTERACTION=SSLID v !CONTACT.

Pri problemih, kjer je relativno drsenje med kontaktnimi ploskvami majhno, lahko stik z majhnim drsenjem izboljša stabilnost zaznavanja stika. Obravnava spremembe kontaktnega stanja in ločitev, vendar za razliko od stika s končnim drsenjem ne predpostavlja velikega premikanja pripadajočih kontaktnih točk.

Stik z majhnim drsenjem podpira stik brez trenja in stik s Coulombovim trenjem. Stik na ploskvah elementov višjega reda ni podprt.

Stik s končnim drsenjem

Stik s končnim drsenjem je vrsta stika, ki med napredovanjem deformacije posodablja pripadajoče kontaktne točke. V vhodnih podatkih ga določite z INTERACTION=FSLID v !CONTACT.

Stik s končnim drsenjem uporabite pri veliki deformaciji, velikem relativnem drsenju med deli ali premiku kontaktne lege daleč od začetnega položaja. Za iskanje pripadajočih kontaktnih točk se uporablja iskanje z vedri, kar omogoča posodabljanje kontaktne lege med analizo.

INTERACTION=GLUED je nastavitev za združljivost in se interno obravnava kot stik s končnim drsenjem. Stik s končnim drsenjem podpira stik brez trenja in stik s Coulombovim trenjem.

Vezana omejitev

Vezana omejitev je vrsta stika, ki trajno poveže ploskvi, določeni s kontaktnim parom. V vhodnih podatkih jo določite z INTERACTION=TIED v !CONTACT.

Vezana omejitev ne dopušča niti drsenja niti ločitve. Uporabna je pri povezovanju mrež z različnimi velikostmi elementov ali kadar naj območja, ustvarjena kot ločeni deli, v analizi delujejo kot eno telo.

Vgrajevanje omeji vozlišča vgrajene strani na gostiteljske elemente, zato se njegovi vhodni cilji razlikujejo od vezane omejitve, ki povezuje dve ploskvi kontaktnega para. Vgrajevanje uporabite, kadar je treba skupino vozlišč omejiti znotraj okoliških elementov.

Vgrajevanje

Vgrajevanje omeji skupino vozlišč na vgrajeni strani na skupino elementov na gostiteljski strani. V vhodnih podatkih definirajte par za vgrajevanje z !EMBED PAIR v mrežnih podatkih, ime para in ID skupine pa določite z !EMBED v podatkih za nadzor analize.

V paru vgrajevanja je SLAVE_GRP skupina vozlišč na vgrajeni strani, MASTER_GRP pa skupina elementov na gostiteljski strani. To funkcijo uporabite, kadar je treba skupino vozlišč togo omejiti znotraj okoliških prostorskih elementov.

Vgrajevanje se sestavi skladno s splošno nastavitvijo reševanja stika. Običajno najprej razmislite o SLAGRANGE. Pri uporabi ALAGRANGE preverite kazenski koeficient in konvergenco zunanjih iteracij. Trenje ni podprto. Aktivacija po korakih uporablja isti mehanizem kot stik: ID skupine navedite v vrstici CONTACT v !STEP.

Algoritmi reševanja

Algoritem reševanja stika se določi z !CONTACT_ALGO. Neodvisen je od vrste stika in določa način reševanja omejitev istega kontaktnega para.

TYPE=SLAGRANGE je standardna metoda Lagrangeevih multiplikatorjev. Kontaktne prostostne stopnje vključi v linearni sistem in neposredno obravnava omejitvene enačbe. Je standardna stabilna izbira in jo je treba najprej upoštevati tudi pri vgrajevanju.

TYPE=ALAGRANGE je razširjena metoda Lagrangeevih multiplikatorjev. Za izpolnitev omejitev združuje kazenski člen z zunanjimi iteracijami. Uporabna je, kadar je potrebna večja natančnost kontaktnih omejitev, vendar je treba zaradi dodatnih zunanjih iteracij, ki jih uvede AUGITER, preveriti računski strošek in konvergenčno obnašanje.

Za izločanje kontaktnih prostostnih stopenj, kombinacije z neposrednimi in iterativnimi reševalniki ter metode obravnave MPC glejte Reševalnik in predpogojevanje.

Definicija kontaktnega para

Kontaktni par je določitev v podatkih mreže, ki definira, katera podrejena stran je v stiku s katero glavno stranjo. V vhodnih podatkih določite ime para, podrejeno skupino in glavno skupino z !CONTACT PAIR, na ime para pa se sklicujte iz !CONTACT v krmilnih podatkih analize.

TYPE=NODE-SURF je predstavitev vozlišče–ploskev, pri kateri je podrejena stran določena kot skupina vozlišč, glavna stran pa kot skupina ploskev. Neposredno predstavlja probleme, kjer skupina vozlišč pride v stik s ploskvijo.

TYPE=SURF-SURF določa podrejeno in glavno stran kot skupini ploskev. Interno se iz skupine podrejene ploskve ustvari skupina vozlišč in par pretvori v stik vozlišče–ploskev. To predstavitev uporabite, kadar naj se podrejena ploskev upravlja kot skupina ploskev.

Parametri zaznavanja stika

Parametri zaznavanja stika so numerični pragovi za iskanje stika in preklapljanje kontaktnih stanj. V vhodnih podatkih definirajte poimenovan nabor parametrov z !CONTACT_PARAM, nanj pa se sklicujte z CONTACTPARAM v !CONTACT.

Značilni parametri vključujejo normalno zračnost CLEARANCE, CLR_SAME_ELEM za elemente, ki so že v stiku, TENSILE_FORCE za zaznavanje ločitve in BOX_EXP_RATE za razširjanje iskalnega polja. Privzeta vrednost CLEARANCE je 0.01.

Pri standardnih analizah privzeti parametri zaznavanja stika običajno zadoščajo. Prilagajajte jih samo ob težavah, kot so nihanje kontaktnega stanja, nenamerno preklapljanje kontaktnih točk ali nestabilnost začetnega iskanja stika. Za vrednosti parametrov in vrstni red podatkovnih vrstic glejte referenco ključne besede.

Odpravljanje kontaktne interference

Odpravljanje kontaktne interference je funkcija, ki postopoma spreminja velikost interference ali razmika pri modelu, katerega kontaktne ploskve se v začetnem stanju prekrivajo. Določi se z !CONTACT_INTERFERENCE.

Z TYPE=SLAVE ali TYPE=MASTER izberite, ali se odpravljanje interference nanaša na podrejeno ali glavno stran. END določa čas zaključka odpravljanja interference, vsakemu kontaktnemu paru pa sta dodeljena začetni položaj initial_pos in končni položaj end_pos.

Ta funkcija je uporabna, kadar se deli v modelu geometrijsko prekrivajo, vendar mora biti ta interferenca v analizi predstavljena kot začetno kontaktno stanje ali stanje tesnega naseda. Nenadna odstranitev interference lahko poslabša konvergenco, zato jo znotraj koraka spreminjajte postopoma.

Sorodne teme

AI-assisted translation May contain errors Official docs Status