Ana içeriğe geç

Temas ve Gömme

Bağımsız parçaların temas ederek yük aktardığı veya birbirine göre kaydığı problemlerde ya da bir parçanın başka bir parçanın içine gömülü olarak temsil edilmesi gereken problemlerde temas analizi ve gömme işlevlerini kullanın. Temas analizi, temas yüzeylerinde iç içe geçmeyi önlemek ve sürtünme kuvvetlerini aktarmak için kısıtlar uygular; gömme ise parçalar arasında tamamen kısıtlanmış bir bağlantıyı temsil eder.

FrontISTR temas analizi; temas türü, çözüm algoritması, temas çifti tanımı ve adım bazında etkinleştirmenin birleştirilmesiyle yapılandırılır. Gömme, gömülü taraftaki düğümleri ana taraftaki elemanlara kısıtlamak için temas altyapısını kullanır.

İşlevsel Genel Bakış

Temas analizini, aşağıdaki öğeleri sırayla seçerek düzenlemek yararlıdır.

Seçim Ekseni Seçenekler Rol
Temas türü Küçük kaymalı temas, sonlu kaymalı temas, bağlı kısıt Temas yüzeyleri arasındaki bağıl hareket, ayrılma ve kaymanın nasıl izin verileceğini belirler.
Çözüm algoritması SLAGRANGE, ALAGRANGE Temas kısıtlarının doğrusal sisteme ve doğrusal olmayan iterasyonlara nasıl dahil edileceğini belirler.
Temas çifti NODE-SURF, SURF-SURF Bağımlı ve ana tarafların temsilini belirler. Çift tanımları ağ verilerinde belirtilir.
Sürtünme Sürtünmesiz, Coulomb sürtünmesi Sürtünme katsayısı kullanarak teğetsel direnci belirtir.
Etkinleştirme !STEP içindeki CONTACT satırı Her adım için bir temas grubunu veya gömme grubunu etkinleştirir.

Girdi verilerinde temas koşullarını !CONTACT ile tanımlayın ve çözüm yöntemini !CONTACT_ALGO ile seçin. Temas algılamasını ayarlamaya yönelik parametreler !CONTACT_PARAM altında gruplanır. Başlangıç girişimini kademeli olarak ele almak için ayrıca !CONTACT_INTERFERENCE kullanın.

Gömme, !EMBED ile tanımlanır ve temasla aynı CONTACT satırı üzerinden her adım için etkinleştirilir. Temas serbestlik derecelerinin eliminasyonu ve çok noktalı kısıtların doğrusal çözücüde işlenmesi için Çözücü ve Önkoşullandırma bölümüne bakın.

Temas Analizi Yönteminin Seçilmesi

Temas türünü, temas yüzeylerinin bağıl hareketine ve analizin amacına göre seçin. Kaymanın sınırlı olduğu ve temas konumunun büyük ölçüde güncellenmesinin gerekmediği durumlarda küçük kaymalı teması kullanın. Büyük deformasyon veya büyük bağıl kayma için sonlu kaymalı teması kullanın. Parçaların kayma veya ayrılma olmadan kalıcı olarak bağlı kalması gerektiğinde bağlı kısıtı kullanın.

Çözüm algoritması olarak önce standart Lagrange çarpanı yöntemini (SLAGRANGE) değerlendirin. Kısıt doğruluğunun dış iterasyonlarla iyileştirilmesi gerekiyorsa artırılmış Lagrange çarpanı yöntemini (ALAGRANGE) değerlendirin. ALAGRANGE kullanıldığında AUGITER, artırılmış Lagrange iterasyonlarının sayısını belirtir.

Sürtünme dikkate alındığında, her temas çifti için bir sürtünme katsayısı belirtin. Sürtünme katsayısı 0 olan bir temas çifti sürtünmesiz olarak işlenir. Sürtünme yakınsamayı etkilediğinden, yalnızca gerekli temas çiftleri için belirtin.

Temas yüzeyleri olarak yalnızca birinci dereceden elemanların yüzeyleri desteklenir. Daha yüksek dereceli eleman yüzeylerini temas yüzeyi olarak kullanan girdiler desteklenmez. Daha yüksek dereceli elemanların bulunduğu bir analizde temas kullanırken, temas yüzeylerini birinci dereceden eleman yüzeyleriyle eşdeğer biçimde temsil edilebilecek şekilde modelleyin.

Küçük Kaymalı Temas

Küçük kaymalı temas, temas konumundaki değişikliklerin küçük olduğunu varsayan bir temas türüdür. Girdi verilerinde !CONTACT içinde INTERACTION=SSLID ile belirtin.

Temas yüzeyleri arasındaki bağıl kaymanın küçük olduğu problemlerde, küçük kaymalı temas temas algılamasını daha kararlı hale getirebilir. Temas durumundaki değişiklikleri ve ayrılmayı ele alır, ancak sonlu kaymalı temas gibi eşleşen temas noktalarının büyük hareketini varsaymaz.

Küçük kaymalı temas hem sürtünmesiz teması hem de Coulomb sürtünmeli teması destekler. Daha yüksek dereceli eleman yüzeylerinde temas desteklenmez.

Sonlu Kaymalı Temas

Sonlu kaymalı temas, deformasyon ilerledikçe eşleşen temas noktalarını güncelleyen bir temas türüdür. Girdi verilerinde !CONTACT içinde INTERACTION=FSLID ile belirtin.

Büyük deformasyon, parçalar arasında büyük bağıl kayma veya temas konumunun başlangıç konumundan uzağa taşınması durumlarında sonlu kaymalı teması kullanın. Eşleşen temas noktalarını bulmak için bucket araması kullanılır ve böylece analiz sırasında temas konumu güncellenebilir.

INTERACTION=GLUED bir uyumluluk belirtimidir ve dahili olarak sonlu kaymalı temas şeklinde işlenir. Sonlu kaymalı temas hem sürtünmesiz teması hem de Coulomb sürtünmeli teması destekler.

Bağlı Kısıt

Bağlı kısıt, bir temas çiftiyle belirtilen yüzeyleri kalıcı olarak bağlayan bir temas türüdür. Girdi verilerinde !CONTACT içinde INTERACTION=TIED ile belirtin.

Bağlı kısıt ne kaymaya ne de ayrılmaya izin verir. Farklı eleman boyutlarına sahip ağları bağlarken veya ayrı parçalar olarak oluşturulan bölgelerin analizde tek bir gövde gibi davranması gerektiğinde kullanışlıdır.

Gömme, gömülü taraftaki düğümleri ana elemanlara kısıtladığından, girdi hedefleri bir temas çiftinin iki yüzeyini bağlayan bağlı kısıttan farklıdır. Bir düğüm grubunun çevresindeki elemanların içinde kısıtlanması gerektiğinde gömmeyi kullanın.

Gömme

Gömme, gömülü taraftaki bir düğüm grubunu ana taraftaki bir eleman grubuna kısıtlar. Girdi verilerinde, ağ verisinde !EMBED PAIR ile gömme çiftini tanımlayın; analiz kontrol verisinde ise !EMBED ile çift adını ve grup kimliğini belirtin.

Bir gömme çiftinde SLAVE_GRP, gömülü taraftaki düğüm grubudur; MASTER_GRP ise ana taraftaki eleman grubudur. Bir düğüm grubunun çevresindeki katı elemanların içinde rijit biçimde kısıtlanması gerektiğinde bu işlevi kullanın.

Gömme, genel temas çözümü ayarına göre birleştirilir. Normalde önce SLAGRANGE seçeneğini değerlendirin. ALAGRANGE kullanırken ceza katsayısını ve dış iterasyonların yakınsamasını kontrol edin. Sürtünme desteklenmez. Adım bazında etkinleştirme temasla aynı mekanizmayı kullanır: !STEP içindeki CONTACT satırında grup kimliğini belirtin.

Çözüm Algoritmaları

Temas çözüm algoritması !CONTACT_ALGO ile belirtilir. Temas türünden bağımsızdır ve aynı temas çifti için kısıtların nasıl çözüleceğini değiştirmek amacıyla kullanılır.

TYPE=SLAGRANGE, standart Lagrange çarpanı yöntemidir. Temas serbestlik derecelerini doğrusal sisteme dahil eder ve kısıt denklemlerini doğrudan işler. Standart ve kararlı bir seçimdir; gömme kullanıldığında da ilk olarak değerlendirilmelidir.

TYPE=ALAGRANGE, artırılmış Lagrange çarpanı yöntemidir. Kısıtları sağlamak için ceza terimini dış iterasyonlarla birleştirir. Daha yüksek temas-kısıtı doğruluğu gerektiğinde değerlendirilebilir; ancak AUGITER dış iterasyon eklediğinden, hesaplama maliyeti ve yakınsama davranışı kontrol edilmelidir.

Temas serbestlik derecelerinin eliminasyonu, doğrudan ve iteratif çözücülerle kombinasyonlar ve MPC işleme yöntemleri için Çözücü ve Önkoşullandırma bölümüne bakın.

Temas Çifti Tanımı

Temas çifti, hangi bağımlı tarafın hangi ana tarafla temas edeceğini tanımlayan bir ağ verisi belirtimidir. Girdi verilerinde !CONTACT PAIR ile çift adını, bağımlı grubu ve ana grubu tanımlayın ve analiz kontrol verisindeki !CONTACT içinden çift adına başvurun.

TYPE=NODE-SURF, bağımlı tarafın düğüm grubu ve ana tarafın yüzey grubu olarak belirtildiği düğüm-yüzey temsilidir. Bir düğüm grubunun bir yüzeyle temas ettiği problemleri doğrudan temsil eder.

TYPE=SURF-SURF, hem bağımlı hem ana tarafı yüzey grubu olarak belirtir. Dahili olarak, bağımlı yüzey grubundan bir düğüm grubu oluşturulur ve çift düğüm-yüzey temasına dönüştürülür. Bağımlı yüzeyin bir yüzey grubu olarak yönetilmesi gerektiğinde bu temsili kullanın.

Temas Algılama Parametreleri

Temas algılama parametreleri, temas araması ve temas durumlarının değiştirilmesi için kullanılan sayısal eşiklerdir. Girdi verilerinde !CONTACT_PARAM ile adlandırılmış bir parametre kümesi tanımlayın ve !CONTACT içinde CONTACTPARAM kullanarak bu kümeye başvurun.

Başlıca parametreler arasında normal açıklık CLEARANCE, zaten temasta olan elemanlar için CLR_SAME_ELEM, ayrılma algılaması için TENSILE_FORCE ve arama kutusunu genişletmek için BOX_EXP_RATE bulunur. CLEARANCE varsayılan değeri 0.01'dir.

Standart analizlerde varsayılan temas algılama parametreleri genellikle yeterlidir. Bunları yalnızca temas durumunun salınımı, temas noktalarının istenmeyen biçimde değişmesi veya ilk temas aramasında kararsızlık gibi sorunlar ortaya çıktığında ayarlayın. Parametre değerleri ve veri satırlarının sıralaması için anahtar sözcük referansına bakın.

Temas Girişiminin Giderilmesi

Temas girişimini giderme, başlangıç durumunda temas yüzeyleri birbirine giren bir model için girişim veya ayrılma miktarını kademeli olarak değiştiren bir işlevdir. !CONTACT_INTERFERENCE ile belirtilir.

Girişim giderme işleminin bağımlı mı yoksa ana taraf mı referans alınarak yapılacağını seçmek için TYPE=SLAVE veya TYPE=MASTER kullanın. END, girişim giderme işleminin tamamlandığı zamanı belirtir; her temas çiftine bir başlangıç konumu initial_pos ve bir bitiş konumu end_pos atanır.

Bu işlev, parçaların modelde geometrik olarak birbirine girdiği ancak bu girişimin analizde bir başlangıç temas durumu veya sıkı geçme durumu olarak yeniden üretilmesi gerektiği durumlarda kullanışlıdır. Girişimin birden kaldırılması yakınsamayı bozabilir; bu nedenle adım içinde kademeli olarak değiştirin.

İlgili Konular