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接触分析(第3部分)

本分析使用 tutorial/11_contact_2beam 中的数据。

分析对象

本分析为两根梁之间的接触问题,分析模型概要如图4.11.1所示。

项目 内容 备注 参考
分析类型 非线性静力分析(弹塑性、接触) !SOLUTION,TYPE=NLSTATIC !CONTACT
节点数 252
单元数 80
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, PLASTIC !ELASTIC !PLASTIC
边界条件 约束、强制位移
矩阵求解方法 直接法 !SOLVER,METHOD=MUMPS

分析模型概要

图4.11.1 分析模型概要

分析内容

采用拉格朗日乘子法,对上方梁的端面施加强制位移并进行接触分析。分析控制数据如下所示。

分析控制数据 2beams.cnt

!!
!! Control File for FISTR
!!
!VERSION
 3
!SOLUTION, TYPE=NLSTATIC
!WRITE,RESULT
!WRITE,VISUAL
!BOUNDARY, GRPID=1
  ng1, 1, 3, 0.0
  ng2, 1, 3, 0.0
  ng3, 3, 3, -3.0
!CONTACT_ALGO, TYPE=SLAGRANGE
!CONTACT, GRPID=1, INTERACTION=FSLID
  CP1, 0.0, 1.0e+5
!STEP, SUBSTEPS=100, CONVERG=1.0e-4, MAXITER=1000
 BOUNDARY, 1
 CONTACT, 1
!MATERIAL, NAME=M1
!ELASTIC
 2.1e+5, 0.3
!PLASTIC,YIELD=MISES
 500.0, 10.0
!SOLVER,METHOD=MUMPS
## Post Control
!VISUAL,metod=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/11_contact_2beam
fistr1 -t 4

(使用4个线程运行)

分析结果

对于第100个子步的分析结果,使用 REVOCAP_PrePost 生成带有 von Mises 应力等值线的变形图,如图4.11.2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。

变形和 von Mises 应力的分析结果

图4.11.2 变形和 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=   100
 ##### Local Summary @Node    :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //U1    1.4052E-01       196 -6.1114E-01         6
 //U2    4.5562E-02        11 -4.5562E-02       195
 //U3    0.0000E+00         1 -3.0000E+00         8
 //E11   1.5391E-01        11 -1.2825E-01        49
 //E22   5.8868E-02        49 -7.4361E-02       195
 //E33   7.2825E-02       152 -8.2406E-02       132
 //E12   8.9678E-02         7 -8.9678E-02       192
 //E23   9.9327E-02        11 -9.9327E-02       195
 //E31   8.0649E-02       153 -1.3281E-01         7
 //S11   5.7908E+02       132 -6.3560E+02        89
 //S22   1.3056E+02         3 -1.2707E+02        10
 //S33   1.5273E+02         3 -1.4227E+02         1
 //S12   1.4313E+02         3 -1.4313E+02       129
 //S23   1.8051E+02       109 -1.8051E+02       172
 //S31   1.5818E+02       153 -2.4710E+02       194
 //SMS   6.2325E+02       152  8.3543E+00       128
 ##### Local Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //E11   8.2835E-02        43 -5.4976E-02         2
 //E22   1.7707E-02        44 -2.6416E-02        43
 //E33   3.7575E-02         2 -5.6705E-02        22
 //E12   1.0513E-11         2 -2.5044E-11        22
 //E23   6.2706E-12         2 -1.8208E-11        42
 //E31   2.2838E-02         2 -6.5650E-02        43
 //S11   5.3959E+02        21 -4.8101E+02         1
 //S22   1.9112E+02        21 -2.2398E+02         1
 //S33   4.5634E+01        25 -6.1476E+01         1
 //S12   3.4435E-07         2 -2.4339E-07        42
 //S23   5.4042E-07         1 -6.6410E-07        22
 //S31   1.0158E+02         4 -1.3326E+02        24
 //SMS   4.6388E+02        22  1.0584E+01        20
 ##### Global Summary @Node    :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //U1    1.4052E-01       196 -6.1114E-01         6
 //U2    4.5562E-02        11 -4.5562E-02       195
 //U3    0.0000E+00         1 -3.0000E+00         8
 //E11   1.5391E-01        11 -1.2825E-01        49
 //E22   5.8868E-02        49 -7.4361E-02       195
 //E33   7.2825E-02       152 -8.2406E-02       132
 //E12   8.9678E-02         7 -8.9678E-02       192
 //E23   9.9327E-02        11 -9.9327E-02       195
 //E31   8.0649E-02       153 -1.3281E-01         7
 //S11   5.7908E+02       132 -6.3560E+02        89
 //S22   1.3056E+02         3 -1.2707E+02        10
 //S33   1.5273E+02         3 -1.4227E+02         1
 //S12   1.4313E+02         3 -1.4313E+02       129
 //S23   1.8051E+02       109 -1.8051E+02       172
 //S31   1.5818E+02       153 -2.4710E+02       194
 //SMS   6.2325E+02       152  8.3543E+00       128
 ##### Global Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //E11   8.2835E-02        43 -5.4976E-02         2
 //E22   1.7707E-02        44 -2.6416E-02        43
 //E33   3.7575E-02         2 -5.6705E-02        22
 //E12   1.0513E-11         2 -2.5044E-11        22
 //E23   6.2706E-12         2 -1.8208E-11        42
 //E31   2.2838E-02         2 -6.5650E-02        43
 //S11   5.3959E+02        21 -4.8101E+02         1
 //S22   1.9112E+02        21 -2.2398E+02         1
 //S33   4.5634E+01        25 -6.1476E+01         1
 //S12   3.4435E-07         2 -2.4339E-07        42
 //S23   5.4042E-07         1 -6.6410E-07        22
 //S31   1.0158E+02         4 -1.3326E+02        24
 //SMS   4.6388E+02        22  1.0584E+01        20