Иди на текст

Контакт и уграђивање

Функције контактне анализе и уграђивања користе се за проблеме у којима независни делови долазе у контакт и преносе оптерећење или клизе један у односу на други, као и за проблеме у којима један део треба представити као уграђен у други. Контактна анализа поставља ограничења која спречавају продирање и преносе силе трења на контактним површинама, док уграђивање представља потпуно ограничену везу између делова.

Контактна анализа у FrontISTR-у формира се комбинацијом типа контакта, алгоритма решавања, дефиниције контактног пара и активирања по корацима. Уграђивање користи контактни оквир тако што ограничава чворове уграђене стране на елементе стране домаћина.

Преглед функција

Контактну анализу је најлакше организовати тако што се следеће ставке бирају редом.

Оса избора Опције Улога
Тип контакта Контакт са малим клизањем, контакт са коначним клизањем, везано ограничење Одређује како су дозвољени релативно кретање, раздвајање и клизање контактних површина.
Алгоритам решавања SLAGRANGE, ALAGRANGE Одређује како се контактна ограничења укључују у линеарни систем и нелинеарне итерације.
Контактни пар NODE-SURF, SURF-SURF Одређује представљање slave и master стране. Дефиниција пара задаје се у подацима мреже.
Трење Без трења, Кулоново трење Задаје отпор у тангенцијалном правцу помоћу коефицијента трења.
Активирање Ред CONTACT у !STEP Активира контактну или уграђену групу за сваки корак.

У улазним подацима контактни услови дефинишу се помоћу !CONTACT, а метода решавања бира се помоћу !CONTACT_ALGO. Параметри за подешавање детекције контакта груписани су у !CONTACT_PARAM. За постепено третирање почетне интерференције користи се и !CONTACT_INTERFERENCE.

Уграђивање се дефинише помоћу !EMBED и активира по корацима преко истог реда CONTACT који се користи за контакт. За елиминацију контактних степени слободе и обраду вишетачкастих ограничења у линеарном решавачу видети Решавач и преткондиционирање.

Избор методе контактне анализе

Тип контакта бира се према релативном кретању контактних површина и циљу анализе. Контакт са малим клизањем користи се када је клизање ограничено и нису потребна велика ажурирања положаја контакта. Контакт са коначним клизањем користи се за велике деформације или велико релативно клизање. Везано ограничење користи се када делови морају остати трајно повезани без клизања или раздвајања.

За алгоритам решавања прво размотрите стандардну методу Лагранжевих множилаца (SLAGRANGE). Ако тачност ограничења треба побољшати спољним итерацијама, размотрите проширену методу Лагранжевих множилаца (ALAGRANGE). Код ALAGRANGE, AUGITER задаје број проширених Лагранжевих итерација.

Када се узима у обзир трење, коефицијент трења задаје се за сваки контактни пар. Контактни пар са коефицијентом трења 0 третира се као контакт без трења. Пошто трење утиче на конвергенцију, задајте га само за контактне парове којима је потребно.

Као контактне површине подржане су само површине елемената првог реда. Улаз који користи површине елемената вишег реда као контактне површине није подржан. Када се контакт користи у анализи са елементима вишег реда, контактне површине треба моделирати тако да се могу еквивалентно представити површинама елемената првог реда.

Контакт са малим клизањем

Контакт са малим клизањем је тип контакта који претпоставља мале промене положаја контакта. У улазним подацима задаје се са INTERACTION=SSLID у !CONTACT.

Код проблема са малим релативним клизањем контактних површина, контакт са малим клизањем може учинити детекцију контакта стабилнијом. Он обрађује промене стања контакта и раздвајање, али не претпоставља велика померања одговарајућих контактних тачака као контакт са коначним клизањем.

Контакт са малим клизањем подржава и контакт без трења и контакт са Кулоновим трењем. Контакт на површинама елемената вишег реда није подржан.

Контакт са коначним клизањем

Контакт са коначним клизањем је тип контакта који ажурира одговарајуће контактне тачке у току деформације. У улазним подацима задаје се са INTERACTION=FSLID у !CONTACT.

Контакт са коначним клизањем користи се за велике деформације, велико релативно клизање између делова или померање контактног положаја далеко од почетног. За проналажење одговарајућих контактних тачака користи се bucket претрага, што омогућава ажурирање положаја контакта током анализе.

INTERACTION=GLUED је компатибилна спецификација и интерно се третира као контакт са коначним клизањем. Контакт са коначним клизањем подржава и контакт без трења и контакт са Кулоновим трењем.

Везано ограничење

Везано ограничење је тип контакта који трајно повезује површине задате контактним паром. У улазним подацима задаје се са INTERACTION=TIED у !CONTACT.

Везано ограничење не дозвољава ни клизање ни раздвајање. Корисно је за повезивање мрежа различите величине елемената или када области направљене као одвојени делови у анализи треба да се понашају као једно тело.

Уграђивање ограничава чворове уграђене стране на елементе домаћина, па се његови улазни објекти разликују од везаног ограничења које повезује две површине контактног пара. Уграђивање се користи када групу чворова треба ограничити унутар околних елемената.

Уграђивање

Уграђивање ограничава групу чворова уграђене стране на групу елемената домаћина. У улазним подацима пар за уграђивање дефинише се помоћу !EMBED PAIR у подацима мреже, а име пара и ID групе задају се помоћу !EMBED у подацима управљања анализом.

У пару за уграђивање, SLAVE_GRP је група чворова уграђене стране, а MASTER_GRP група елемената домаћина. Ова функција се користи када групу чворова треба круто ограничити унутар околних солид елемената.

Уграђивање се саставља у складу са глобалним подешавањем решавања контакта. Обично прво треба размотрити SLAGRANGE. При употреби ALAGRANGE проверите пенални коефицијент и конвергенцију спољних итерација. Трење није подржано. Активирање по корацима користи исти механизам као контакт: ID групе задаје се у реду CONTACT у !STEP.

Алгоритми решавања

Алгоритам решавања контакта задаје се помоћу !CONTACT_ALGO. Независан је од типа контакта и користи се за промену начина решавања ограничења за исти контактни пар.

TYPE=SLAGRANGE је стандардна метода Лагранжевих множилаца. Она укључује контактне степене слободе у линеарни систем и директно третира једначине ограничења. То је стандардна и стабилна опција и треба је прво размотрити и када се користи уграђивање.

TYPE=ALAGRANGE је проширена метода Лагранжевих множилаца. Комбинује пенални члан са спољним итерацијама ради задовољења ограничења. Може се размотрити када је потребна већа тачност контактних ограничења, али пошто AUGITER додаје спољне итерације, треба проверити рачунски трошак и понашање конвергенције.

За елиминацију контактних степени слободе, комбинације са директним и итеративним решавачима и методе обраде MPC видети Решавач и преткондиционирање.

Дефиниција контактног пара

Контактни пар је спецификација у подацима мреже којом се дефинише која slave страна контактира са којом master страном. У улазним подацима помоћу !CONTACT PAIR дефинишу се име пара, slave група и master група, а на име пара се упућује из !CONTACT у подацима управљања анализом.

TYPE=NODE-SURF је представљање чвор–површина у којем се slave страна задаје као група чворова, а master страна као група површина. Оно директно представља проблеме у којима група чворова контактира са површином.

TYPE=SURF-SURF задаје и slave и master страну као групе површина. Интерно се из slave групе површина генерише група чворова, а пар се претвара у контакт чвор–површина. Ово представљање користи се када slave површином треба управљати као групом површина.

Параметри детекције контакта

Параметри детекције контакта су нумерички прагови који се користе при претрази контакта и промени контактних стања. У улазним подацима именовани скуп параметара дефинише се помоћу !CONTACT_PARAM, а на њега се упућује преко CONTACTPARAM у !CONTACT.

Репрезентативни параметри обухватају уобичајени зазор CLEARANCE, CLR_SAME_ELEM за елементе који су већ у контакту, TENSILE_FORCE за детекцију раздвајања и BOX_EXP_RATE за проширење оквира претраге. Подразумевана вредност CLEARANCE је 0.01.

За стандардне анализе подразумевани параметри детекције контакта су обично довољни. Подешавајте их само када се јаве проблеми, као што су осцилације стања контакта, ненамерно пребацивање контактних тачака или нестабилност почетне претраге контакта. Вредности параметара и редослед редова података видети у референци кључних речи.

Отклањање контактне интерференције

Отклањање контактне интерференције је функција која постепено мења величину преклапања или раздвајања код модела чије се контактне површине преклапају у почетном стању. Задаје се помоћу !CONTACT_INTERFERENCE.

Помоћу TYPE=SLAVE или TYPE=MASTER бира се да ли се отклањање интерференције реферише на slave или master страну. END задаје време завршетка отклањања интерференције, а сваком контактном пару додељују се почетни положај initial_pos и крајњи положај end_pos.

Ова функција је корисна када се делови геометријски преклапају у моделу, али се то преклапање у анализи треба репродуковати као почетно контактно стање или стање пресованог склопа. Нагло уклањање интерференције може погоршати конвергенцију, па је треба мењати постепено унутар корака.

Повезане теме

AI-assisted translation May contain errors Official docs Status