Bỏ qua

Tiếp xúc và nhúng

Sử dụng các chức năng phân tích tiếp xúc và nhúng cho những bài toán trong đó các chi tiết độc lập tiếp xúc với nhau và truyền tải hoặc trượt tương đối với nhau, hoặc những bài toán trong đó một chi tiết cần được biểu diễn như được nhúng trong một chi tiết khác. Phân tích tiếp xúc áp dụng các ràng buộc để ngăn xuyên thấu và truyền lực ma sát tại các bề mặt tiếp xúc, trong khi nhúng biểu diễn một liên kết bị ràng buộc hoàn toàn giữa các chi tiết.

Phân tích tiếp xúc của FrontISTR được cấu hình bằng cách kết hợp loại tiếp xúc, thuật toán giải, định nghĩa cặp tiếp xúc và kích hoạt theo từng bước. Nhúng sử dụng khuôn khổ tiếp xúc để ràng buộc các nút ở phía được nhúng vào các phần tử ở phía chứa.

Tổng quan chức năng

Có thể tổ chức việc lựa chọn phương pháp phân tích tiếp xúc bằng cách lần lượt chọn các mục sau.

Tiêu chí lựa chọn Tùy chọn Vai trò
Loại tiếp xúc Tiếp xúc trượt nhỏ, tiếp xúc trượt hữu hạn, ràng buộc liên kết Xác định cách cho phép chuyển động tương đối, tách rời và trượt giữa các bề mặt tiếp xúc.
Thuật toán giải SLAGRANGE, ALAGRANGE Xác định cách đưa các ràng buộc tiếp xúc vào hệ tuyến tính và các vòng lặp phi tuyến.
Cặp tiếp xúc NODE-SURF, SURF-SURF Xác định cách biểu diễn phía slave và phía master. Định nghĩa cặp được chỉ định trong dữ liệu lưới.
Ma sát Không ma sát, ma sát Coulomb Chỉ định sức cản theo phương tiếp tuyến bằng hệ số ma sát.
Kích hoạt Dòng CONTACT của !STEP Kích hoạt nhóm tiếp xúc hoặc nhóm nhúng cho từng bước.

Trong dữ liệu đầu vào, định nghĩa điều kiện tiếp xúc bằng !CONTACT và chọn phương pháp giải bằng !CONTACT_ALGO. Các tham số dùng để điều chỉnh phát hiện tiếp xúc được nhóm trong !CONTACT_PARAM. Để xử lý dần sự giao thoa ban đầu, cũng sử dụng !CONTACT_INTERFERENCE.

Nhúng được định nghĩa bằng !EMBED và được kích hoạt theo từng bước thông qua cùng dòng CONTACT dùng cho tiếp xúc. Về khử các bậc tự do tiếp xúc và cách bộ giải tuyến tính xử lý các ràng buộc đa điểm, xem Bộ giải và tiền điều kiện.

Lựa chọn phương pháp phân tích tiếp xúc

Chọn loại tiếp xúc theo chuyển động tương đối của các bề mặt tiếp xúc và mục đích phân tích. Sử dụng tiếp xúc trượt nhỏ khi độ trượt bị giới hạn và không cần cập nhật lớn vị trí tiếp xúc. Sử dụng tiếp xúc trượt hữu hạn khi có biến dạng lớn hoặc trượt tương đối lớn. Sử dụng ràng buộc liên kết khi các chi tiết phải luôn được nối với nhau mà không trượt hoặc tách rời.

Đối với thuật toán giải, trước tiên hãy xem xét phương pháp nhân tử Lagrange tiêu chuẩn (SLAGRANGE). Nếu cần cải thiện độ chính xác của ràng buộc bằng các vòng lặp ngoài, hãy xem xét phương pháp nhân tử Lagrange tăng cường (ALAGRANGE). Với ALAGRANGE, AUGITER chỉ định số lần lặp Lagrange tăng cường.

Khi xét ma sát, chỉ định hệ số ma sát cho từng cặp tiếp xúc. Cặp tiếp xúc có hệ số ma sát bằng 0 được xử lý là không ma sát. Vì ma sát ảnh hưởng đến hội tụ, chỉ chỉ định nó cho các cặp tiếp xúc thực sự cần ma sát.

Chỉ các bề mặt của phần tử bậc nhất mới được hỗ trợ làm bề mặt tiếp xúc. Đầu vào sử dụng bề mặt của phần tử bậc cao hơn làm bề mặt tiếp xúc không được hỗ trợ. Khi dùng tiếp xúc trong phân tích với phần tử bậc cao, hãy mô hình hóa các bề mặt tiếp xúc sao cho có thể được biểu diễn tương đương bằng bề mặt phần tử bậc nhất.

Tiếp xúc trượt nhỏ

Tiếp xúc trượt nhỏ là loại tiếp xúc giả định rằng thay đổi vị trí tiếp xúc là nhỏ. Trong dữ liệu đầu vào, chỉ định bằng INTERACTION=SSLID trong !CONTACT.

Đối với các bài toán có độ trượt tương đối giữa các bề mặt tiếp xúc nhỏ, tiếp xúc trượt nhỏ có thể làm cho việc phát hiện tiếp xúc ổn định hơn. Nó xử lý các thay đổi trạng thái tiếp xúc và sự tách rời, nhưng không giả định chuyển động lớn của các điểm tiếp xúc tương ứng như tiếp xúc trượt hữu hạn.

Tiếp xúc trượt nhỏ hỗ trợ cả tiếp xúc không ma sát và tiếp xúc có ma sát Coulomb. Không hỗ trợ tiếp xúc trên bề mặt phần tử bậc cao.

Tiếp xúc trượt hữu hạn

Tiếp xúc trượt hữu hạn là loại tiếp xúc cập nhật các điểm tiếp xúc tương ứng khi biến dạng tiến triển. Trong dữ liệu đầu vào, chỉ định bằng INTERACTION=FSLID trong !CONTACT.

Sử dụng tiếp xúc trượt hữu hạn cho biến dạng lớn, trượt tương đối lớn giữa các chi tiết hoặc khi vị trí tiếp xúc dịch chuyển xa khỏi vị trí ban đầu. Tìm kiếm theo bucket được sử dụng để tìm các điểm tiếp xúc tương ứng, nhờ đó vị trí tiếp xúc có thể được cập nhật trong quá trình phân tích.

INTERACTION=GLUED là một chỉ định tương thích và được xử lý nội bộ như tiếp xúc trượt hữu hạn. Tiếp xúc trượt hữu hạn hỗ trợ cả tiếp xúc không ma sát và tiếp xúc có ma sát Coulomb.

Ràng buộc liên kết

Ràng buộc liên kết là loại tiếp xúc nối cố định các bề mặt được chỉ định bởi một cặp tiếp xúc. Trong dữ liệu đầu vào, chỉ định bằng INTERACTION=TIED trong !CONTACT.

Ràng buộc liên kết không cho phép trượt cũng như tách rời. Nó hữu ích khi nối các lưới có kích thước phần tử khác nhau hoặc khi các vùng được tạo thành các chi tiết riêng biệt cần hoạt động như một vật thể duy nhất trong phân tích.

Nhúng ràng buộc các nút ở phía được nhúng vào các phần tử phía chứa, do đó đối tượng đầu vào của nó khác với ràng buộc liên kết, vốn nối hai bề mặt của một cặp tiếp xúc. Sử dụng nhúng khi cần ràng buộc một nhóm nút bên trong các phần tử xung quanh.

Nhúng

Nhúng ràng buộc một nhóm nút ở phía được nhúng vào một nhóm phần tử ở phía chứa. Trong dữ liệu đầu vào, định nghĩa cặp nhúng bằng !EMBED PAIR trong dữ liệu lưới, và chỉ định tên cặp cùng ID nhóm bằng !EMBED trong dữ liệu điều khiển phân tích.

Trong một cặp nhúng, SLAVE_GRP là nhóm nút ở phía được nhúng và MASTER_GRP là nhóm phần tử ở phía chứa. Sử dụng chức năng này khi cần ràng buộc cứng một nhóm nút bên trong các phần tử khối xung quanh.

Nhúng được lắp ráp theo thiết lập giải tiếp xúc toàn cục. Thông thường, trước tiên hãy xem xét SLAGRANGE. Khi dùng ALAGRANGE, hãy kiểm tra hệ số phạt và sự hội tụ của các vòng lặp ngoài. Ma sát không được hỗ trợ. Kích hoạt theo từng bước sử dụng cùng cơ chế với tiếp xúc: chỉ định ID nhóm trên dòng CONTACT của !STEP.

Thuật toán giải

Thuật toán giải tiếp xúc được chỉ định bằng !CONTACT_ALGO. Nó độc lập với loại tiếp xúc và được dùng để thay đổi cách giải các ràng buộc cho cùng một cặp tiếp xúc.

TYPE=SLAGRANGE là phương pháp nhân tử Lagrange tiêu chuẩn. Phương pháp này đưa các bậc tự do tiếp xúc vào hệ tuyến tính và xử lý trực tiếp các phương trình ràng buộc. Đây là một lựa chọn tiêu chuẩn, ổn định và cũng nên được xem xét trước tiên khi sử dụng nhúng.

TYPE=ALAGRANGE là phương pháp nhân tử Lagrange tăng cường. Phương pháp này kết hợp một hạng phạt với các vòng lặp ngoài để thỏa mãn ràng buộc. Có thể xem xét khi cần độ chính xác ràng buộc tiếp xúc cao hơn, nhưng vì AUGITER bổ sung các vòng lặp ngoài nên cần kiểm tra chi phí tính toán và đặc tính hội tụ.

Về khử các bậc tự do tiếp xúc, tổ hợp với bộ giải trực tiếp và lặp, và các phương pháp xử lý MPC, xem Bộ giải và tiền điều kiện.

Định nghĩa cặp tiếp xúc

Cặp tiếp xúc là một chỉ định trong dữ liệu lưới xác định phía slave nào tiếp xúc với phía master nào. Trong dữ liệu đầu vào, định nghĩa tên cặp, nhóm slave và nhóm master bằng !CONTACT PAIR, rồi tham chiếu tên cặp từ !CONTACT trong dữ liệu điều khiển phân tích.

TYPE=NODE-SURF là biểu diễn nút-trên-bề-mặt, trong đó phía slave được chỉ định bằng một nhóm nút và phía master bằng một nhóm bề mặt. Nó biểu diễn trực tiếp các bài toán trong đó một nhóm nút tiếp xúc với một bề mặt.

TYPE=SURF-SURF chỉ định cả phía slave và master bằng các nhóm bề mặt. Bên trong, một nhóm nút được tạo từ nhóm bề mặt slave và cặp được chuyển đổi thành tiếp xúc nút-trên-bề-mặt. Sử dụng biểu diễn này khi bề mặt slave cần được quản lý dưới dạng một nhóm bề mặt.

Tham số phát hiện tiếp xúc

Các tham số phát hiện tiếp xúc là các ngưỡng số dùng cho tìm kiếm tiếp xúc và chuyển đổi trạng thái tiếp xúc. Trong dữ liệu đầu vào, định nghĩa một bộ tham số có tên bằng !CONTACT_PARAM, rồi tham chiếu bộ đó bằng CONTACTPARAM trong !CONTACT.

Các tham số tiêu biểu gồm khe hở pháp tuyến CLEARANCE, CLR_SAME_ELEM cho các phần tử đã tiếp xúc, TENSILE_FORCE để phát hiện tách rời và BOX_EXP_RATE để mở rộng hộp tìm kiếm. Giá trị mặc định của CLEARANCE là 0.01.

Đối với các phân tích tiêu chuẩn, các tham số phát hiện tiếp xúc mặc định nói chung là đủ. Chỉ điều chỉnh khi xảy ra vấn đề, chẳng hạn dao động trạng thái tiếp xúc, chuyển đổi điểm tiếp xúc ngoài ý muốn hoặc mất ổn định trong tìm kiếm tiếp xúc ban đầu. Xem tài liệu tham khảo từ khóa để biết giá trị tham số và thứ tự các dòng dữ liệu.

Xử lý giao thoa tiếp xúc

Xử lý giao thoa tiếp xúc là chức năng thay đổi dần mức độ giao thoa hoặc tách rời đối với mô hình có các bề mặt tiếp xúc giao thoa ở trạng thái ban đầu. Chức năng này được chỉ định bằng !CONTACT_INTERFERENCE.

Sử dụng TYPE=SLAVE hoặc TYPE=MASTER để chọn phía slave hay master làm tham chiếu cho việc xử lý giao thoa. END chỉ định thời điểm kết thúc xử lý giao thoa, và mỗi cặp tiếp xúc được gán vị trí ban đầu initial_pos và vị trí kết thúc end_pos.

Chức năng này hữu ích khi các chi tiết giao thoa về mặt hình học trong mô hình nhưng giao thoa đó cần được tái hiện trong phân tích như trạng thái tiếp xúc ban đầu hoặc trạng thái lắp ép. Loại bỏ giao thoa đột ngột có thể làm xấu hội tụ, vì vậy hãy thay đổi nó dần trong bước.

Chủ đề liên quan

AI-assisted translation May contain errors Official docs Status