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接触分析(第2部分)

本分析使用 tutorial/10_contact_2tubes 中的数据。

分析对象

本例分析圆筒压入问题。分析对象的形状如图4.10.1所示,网格数据如图4.10.2所示。

项目 内容 备注 参考
分析类型 非线性静力分析(弹性、接触) !SOLUTION,TYPE=NLSTATIC !CONTACT
节点数 4,000
单元数 2,888
单元类型 8节点一次六面体单元 !ELEMENT,TYPE=361
材料属性名 M1 !MATERIAL,NAME=M1
材料性质 ELASTIC !ELASTIC
边界条件 约束、强制位移
矩阵求解方法 直接法 !SOLVER,METHOD=MUMPS

分析对象的形状

图4.10.1 分析对象的形状

分析对象的网格数据

图4.10.2 分析对象的网格数据

分析内容

如图4.10.1所示,对强制面施加压入方向的强制位移,并采用拉格朗日乘子法进行接触分析。分析控制数据如下所示。

分析控制数据 2tubes.cnt

#  Control File for FISTR
## Analysis Control
!VERSION
 3
!SOLUTION, TYPE=NLSTATIC
!WRITE,RESULT
!WRITE,VISUAL
## Solver Control
### Boundary Condition
!BOUNDARY, GRPID=1
  X0, 1, 3, 0.0
  Y0, 2, 2, 0.0
  Z0, 3, 3, 0.0
!BOUNDARY, GRPID=2
  X1, 1, 1, 0.0
!BOUNDARY, GRPID=3
  X1, 1, 1, -1.0
!CONTACT_ALGO, TYPE=SLAGRANGE
!CONTACT, GRPID=1, INTERACTION=FSLID, NPENALTY=1.0e+2
  CP1, 0.0, 1.0e+5
### STEP
!STEP, SUBSTEPS=4, CONVERG=1.0e-5
 BOUNDARY, 1
 BOUNDARY, 3
 CONTACT, 1
### Material
!MATERIAL, NAME=M1
!ELASTIC
 2.1e+5, 0.3
### Solver Setting
!SOLVER,METHOD=MUMPS
## Post Control
!VISUAL,method=PSR
!surface_num=1
!surface 1
!output_type=VTK
!END

分析步骤

执行 FrontISTR 的运行命令 fistr1

cd FrontISTR/tutorial/10_contact_2tubes
fistr1 -t 4

(使用4个线程运行)

分析结果

对于第4个子步的分析结果,使用 REVOCAP_PrePost 创建叠加 von Mises 应力等值线的变形图,如图4.10.3所示。 此外,作为分析结果的数值数据,下面给出分析结果日志文件的一部分。

变形及 von Mises 应力的分析结果

图4.10.3 变形及 von Mises 应力的分析结果

分析结果日志 0.log

 fstr_setup: OK
#### Result step=     0
 ##### Local Summary @Node    :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //U1    0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //U2    0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //U3    0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E11   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E22   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E33   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E12   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E23   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E31   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S11   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S22   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S33   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S12   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S23   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S31   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //SMS   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 ##### Local Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //E11   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E22   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E33   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E12   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E23   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E31   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S11   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S22   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S33   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S12   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S23   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S31   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //SMS   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 ##### Global Summary @Node    :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //U1    0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //U2    0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //U3    0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E11   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E22   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E33   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E12   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E23   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E31   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S11   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S22   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S33   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S12   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S23   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S31   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //SMS   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 ##### Global Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //E11   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E22   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E33   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E12   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E23   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E31   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S11   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S22   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S33   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S12   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S23   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S31   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //SMS   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1

 ...

#### Result step=     4
 ##### Local Summary @Node    :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //U1    8.7136E-04        32 -1.0021E+00      2006
 //U2    8.7633E-03       104 -7.0546E-03      2006
 //U3    8.7634E-03         4 -7.0546E-03      1901
 //E11   7.5985E-04      1901 -4.1250E-04       105
 //E22   9.8385E-04         2 -9.3128E-04      2058
 //E33   9.8386E-04       102 -9.3120E-04      3843
 //E12   5.3544E-04       133 -2.8361E-04       278
 //E23   1.2509E-03      1901 -1.4195E-03         4
 //E31   5.3554E-04        33 -2.8366E-04      1678
 //S11   7.7172E+01       103 -8.9880E+01       101
 //S22   2.0158E+02         2 -2.2918E+02      1905
 //S33   2.0159E+02       102 -2.2920E+02      2010
 //S12   4.3210E+01       133 -2.2913E+01       278
 //S23   1.0057E+02      1901 -1.1446E+02         4
 //S31   4.3219E+01        33 -2.2918E+01      1678
 //SMS   3.0051E+02      1901  3.1670E+00      2454
 ##### Local Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //E11   4.3715E-04      2809 -3.1965E-04      1293
 //E22   8.8407E-04        73 -7.9864E-04      1369
 //E33   8.8408E-04      1365 -7.9867E-04      2809
 //E12   5.3226E-04      1324 -1.9554E-04       188
 //E23   1.0836E-03      2149 -1.0974E-03       684
 //E31   5.3223E-04        32 -1.9559E-04      1176
 //S11   6.6688E+01      1296 -7.9313E+01      1293
 //S22   1.8533E+02        73 -2.1547E+02      1369
 //S33   1.8533E+02      1365 -2.1548E+02      2809
 //S12   4.2951E+01      1324 -1.5800E+01       188
 //S23   8.7338E+01      2149 -8.8751E+01       684
 //S31   4.2949E+01        32 -1.5804E+01      1176
 //SMS   1.9064E+02      1369  3.2782E+00      2126
 ##### Global Summary @Node    :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //U1    8.7136E-04        32 -1.0021E+00      2006
 //U2    8.7633E-03       104 -7.0546E-03      2006
 //U3    8.7634E-03         4 -7.0546E-03      1901
 //E11   7.5985E-04      1901 -4.1250E-04       105
 //E22   9.8385E-04         2 -9.3128E-04      2058
 //E33   9.8386E-04       102 -9.3120E-04      3843
 //E12   5.3544E-04       133 -2.8361E-04       278
 //E23   1.2509E-03      1901 -1.4195E-03         4
 //E31   5.3554E-04        33 -2.8366E-04      1678
 //S11   7.7172E+01       103 -8.9880E+01       101
 //S22   2.0158E+02         2 -2.2918E+02      1905
 //S33   2.0159E+02       102 -2.2920E+02      2010
 //S12   4.3210E+01       133 -2.2913E+01       278
 //S23   1.0057E+02      1901 -1.1446E+02         4
 //S31   4.3219E+01        33 -2.2918E+01      1678
 //SMS   3.0051E+02      1901  3.1670E+00      2454
 ##### Global Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //E11   4.3715E-04      2809 -3.1965E-04      1293
 //E22   8.8407E-04        73 -7.9864E-04      1369
 //E33   8.8408E-04      1365 -7.9867E-04      2809
 //E12   5.3226E-04      1324 -1.9554E-04       188
 //E23   1.0836E-03      2149 -1.0974E-03       684
 //E31   5.3223E-04        32 -1.9559E-04      1176
 //S11   6.6688E+01      1296 -7.9313E+01      1293
 //S22   1.8533E+02        73 -2.1547E+02      1369
 //S33   1.8533E+02      1365 -2.1548E+02      2809
 //S12   4.2951E+01      1324 -1.5800E+01       188
 //S23   8.7338E+01      2149 -8.8751E+01       684
 //S31   4.2949E+01        32 -1.5804E+01      1176
 //SMS   1.9064E+02      1369  3.2782E+00      2126