Към съдържанието

Translation update pending

The Bulgarian translation may be out of date because the Japanese source has changed. The existing translation remains available while it is being updated.

Контакт и вграждане

Използвайте функциите за контактен анализ и вграждане при задачи, в които независими части влизат в контакт и предават натоварване или се плъзгат една спрямо друга, както и при задачи, в които една част трябва да бъде представена като вградена в друга. Контактният анализ налага ограничения, които предотвратяват проникване и предават сили на триене по контактните повърхнини, докато вграждането представя напълно ограничена връзка между частите.

Контактният анализ във FrontISTR се конфигурира чрез комбинация от тип контакт, алгоритъм за решение, дефиниция на контактна двойка и активиране по стъпки. Вграждането използва контактната рамка, за да ограничи възли от вградената страна към елементи от приемащата страна.

Общ преглед на функциите

Полезно е контактният анализ да се организира чрез последователен избор на следните елементи.

Ос на избора Опции Роля
Тип контакт Контакт с малко плъзгане, контакт с крайно плъзгане, свързано ограничение Определя как са разрешени относителното движение, разделянето и плъзгането между контактните повърхнини.
Алгоритъм за решение SLAGRANGE, ALAGRANGE Определя как контактните ограничения се включват в линейната система и нелинейните итерации.
Контактно затихване Изключено, включено Определя дали да се прилага сила на затихване още от етапа, когато контактните повърхнини се приближават, за да се потиснат колебанията на контактното състояние.
Контактна двойка NODE-SURF, SURF-SURF Определя представянето на подчинената и главната страна. Дефинициите на двойките се задават в данните за мрежата.
Триене Без триене, Кулоново триене Задава тангенциалното съпротивление чрез коефициент на триене.
Активиране Ред CONTACT на !STEP Активира контактна група или група за вграждане за всяка стъпка.

Във входните данни дефинирайте контактните условия с !CONTACT и изберете метода за решение с !CONTACT_ALGO. Параметрите за настройване на откриването на контакт са групирани в !CONTACT_PARAM. За постепенно обработване на начално взаимно проникване използвайте и !CONTACT_INTERFERENCE.

Вграждането се дефинира с !EMBED и се активира за всяка стъпка чрез същия ред CONTACT, който се използва за контакт. За елиминирането на контактни степени на свобода и обработката на многоточкови ограничения от линейния решател вижте Решател и предобуславяне.

Избор на метод за контактен анализ

Изберете типа контакт според относителното движение на контактните повърхнини и целта на анализа. Използвайте контакт с малко плъзгане, когато плъзгането е ограничено и не са необходими големи актуализации на контактното положение. Използвайте контакт с крайно плъзгане при големи деформации или голямо относително плъзгане. Използвайте свързано ограничение, когато частите трябва да останат постоянно свързани без плъзгане или разделяне.

За алгоритъма за решение първо разгледайте стандартния метод с множители на Лагранж (SLAGRANGE). Ако точността на ограничението трябва да бъде подобрена чрез външни итерации, разгледайте разширения метод с множители на Лагранж (ALAGRANGE). При ALAGRANGE параметърът AUGITER задава броя на итерациите на разширения метод с множители на Лагранж.

Когато се отчита триене, задайте коефициент на триене за всяка контактна двойка. Контактна двойка с коефициент на триене 0 се разглежда като контакт без триене. Тъй като триенето влияе върху сходимостта, задавайте го само за контактни двойки, при които е необходимо.

Като контактни повърхнини се поддържат само повърхнини на елементи от първи ред. Не се поддържат входни данни, които използват повърхнини на елементи от по-висок ред като контактни повърхнини. При използване на контакт в анализ с елементи от по-висок ред моделирайте контактните повърхнини така, че да могат да бъдат еквивалентно представени чрез повърхнини на елементи от първи ред.

Контакт с малко плъзгане

Контактът с малко плъзгане е тип контакт, при който се приема, че промените в контактното положение са малки. Във входните данни го задайте с INTERACTION=SSLID в !CONTACT.

При задачи с малко относително плъзгане между контактните повърхнини контактът с малко плъзгане може да направи откриването на контакт по-стабилно. Той обработва промени в контактното състояние и разделянето, но не предполага голямо преместване на съответстващите контактни точки, както контактът с крайно плъзгане.

Контактът с малко плъзгане поддържа както контакт без триене, така и контакт с Кулоново триене. Контакт върху повърхнини на елементи от по-висок ред не се поддържа.

Контакт с крайно плъзгане

Контактът с крайно плъзгане е тип контакт, при който съответстващите контактни точки се актуализират с развитието на деформацията. Във входните данни го задайте с INTERACTION=FSLID в !CONTACT.

Използвайте контакт с крайно плъзгане при голяма деформация, голямо относително плъзгане между частите или преместване на контактното положение далеч от началната му позиция. За намиране на съответстващите контактни точки се използва търсене по клетки, което позволява контактното положение да се актуализира по време на анализа.

INTERACTION=GLUED е съвместима спецификация и вътрешно се обработва като контакт с крайно плъзгане. Контактът с крайно плъзгане поддържа както контакт без триене, така и контакт с Кулоново триене.

Свързано ограничение

Свързаното ограничение е тип контакт, който постоянно свързва повърхнините, зададени от контактна двойка. Във входните данни го задайте с INTERACTION=TIED в !CONTACT.

Свързаното ограничение не допуска нито плъзгане, нито разделяне. То е полезно при свързване на мрежи с различни размери на елементите или когато области, създадени като отделни части, трябва да се държат като едно тяло в анализа.

Вграждането ограничава възлите от вградената страна към приемащи елементи, затова входните му обекти се различават от тези на свързаното ограничение, което свързва двете повърхнини на контактна двойка. Използвайте вграждане, когато група възли трябва да бъде ограничена вътре в околните елементи.

Вграждане

Вграждането ограничава група възли от вградената страна към група елементи от приемащата страна. Във входните данни дефинирайте двойката за вграждане с !EMBED PAIR в данните за мрежата и задайте името на двойката и ID на групата с !EMBED в управляващите данни за анализа.

В двойка за вграждане SLAVE_GRP е групата възли от вградената страна, а MASTER_GRP е групата елементи от приемащата страна. Използвайте тази функция, когато група възли трябва да бъде твърдо ограничена в околните обемни елементи.

Вграждането се асемблира според глобалната настройка за решение на контакт. Обикновено първо разгледайте SLAGRANGE. Когато използвате ALAGRANGE, проверете наказателния коефициент и сходимостта на външните итерации. Триене не се поддържа. Активирането по стъпки използва същия механизъм като контакта: задайте ID на групата в реда CONTACT на !STEP.

Алгоритми за решение

Алгоритъмът за решение на контакт се задава с !CONTACT_ALGO. Той е независим от типа контакт и се използва за промяна на начина, по който се решават ограниченията за една и съща контактна двойка.

TYPE=SLAGRANGE е стандартният метод с множители на Лагранж. Той включва контактните степени на свобода в линейната система и обработва директно уравненията на ограниченията. Това е стандартен и стабилен избор и следва да се разглежда първо и при използване на вграждане.

TYPE=ALAGRANGE е разширеният метод с множители на Лагранж. Той комбинира наказателен член с външни итерации за удовлетворяване на ограниченията. Може да се разглежда, когато е необходима по-висока точност на контактните ограничения, но тъй като AUGITER добавя външни итерации, трябва да се проверят изчислителната цена и поведението на сходимостта.

За елиминирането на контактни степени на свобода, комбинациите с директни и итерационни решатели и методите за обработка на MPC вижте Решател и предобуславяне.

Контактно затихване

При някои анализи контактът и липсата на контакт могат да се редуват от итерация към итерация, така че контактното състояние да осцилира и решението да не се сходи. Контактното затихване прилага, още от етапа на приближаване на контактната повърхнина към главната повърхнина, сила на затихване, пропорционална на прираста на относителното преместване в нормална посока, и така потиска тези колебания. За използването му се задават както величината на затихването, така и диапазонът на разстоянието, в който то действа.

Когато затихването е включено, възлите на контактната повърхнина, които са на разстояние от главната повърхнина в рамките на разстоянието на действие, преминават в състояние на близост. Възлите в това състояние не са подложени на контактното ограничение и върху тях действа само силата на затихване. Затихването е по-силно при приближаване на разстоянието до 0 и престава да действа при достигане на разстоянието на действие.

Както началото на контакта, така и отделянето преминават през състоянието на близост. Възел без контакт първо преминава в състояние на близост, когато навлезе в диапазона на разстоянието на действие, а при по-нататъшно приближаване преминава в контактно състояние. Когато контактен възел се отдели под действие на сила на опън, той първо се връща в състояние на близост и става неконтактен, когато разстоянието надвиши разстоянието на действие. Състояние на близост възниква само когато е зададено положително разстояние на действие; без контактно затихване преходът е директен между неконтактно и контактно състояние.

Коефициентът на затихване е коефициент за числена стабилизация; ако е твърде голям, силата на затихване може да остане в решението. Използвайте приблизително 1.0e-3 до 1.0e-2 като ориентир и го увеличавайте само ако анализът не се сходи. Разстоянието на действие трябва да е достатъчно малко спрямо размера на елементите на контактната повърхнина. Ако разстоянието на действие е твърде голямо, дори възли, които все още не са в контакт, могат да получат сила на затихване, което променя момента на започване на контакта.

Във входните данни коефициентът на затихване се задава чрез DAMP_ALPHA, а разстоянието на действие чрез DAMP_GACT в !CONTACT.

Дефиниране на контактна двойка

Контактната двойка е спецификация в данните за мрежата, която определя коя подчинена страна контактува с коя главна страна. Във входните данни дефинирайте името на двойката, подчинената група и главната група с !CONTACT PAIR, а в управляващите данни за анализа реферирайте името на двойката от !CONTACT.

TYPE=NODE-SURF е представяне възел-към-повърхнина, при което подчинената страна се задава като група възли, а главната — като група повърхнини. То директно представя задачи, при които група възли контактува с повърхнина.

TYPE=SURF-SURF задава и подчинената, и главната страна като групи повърхнини. Вътрешно от групата на подчинената повърхнина се генерира група възли и двойката се преобразува в контакт възел-към-повърхнина. Използвайте това представяне, когато подчинената повърхнина трябва да се управлява като група повърхнини.

Параметри за откриване на контакт

Параметрите за откриване на контакт са числови прагове, използвани при търсенето на контакт и превключването на контактните състояния. Във входните данни дефинирайте именован набор от параметри с !CONTACT_PARAM и го реферирайте чрез CONTACTPARAM в !CONTACT.

Представителни параметри са стандартната хлабина CLEARANCE, CLR_SAME_ELEM за елементи, които вече са в контакт, и TENSILE_FORCE за откриване на разделяне. Стойността по подразбиране на CLEARANCE е 0.01.

За стандартни анализи параметрите по подразбиране за откриване на контакт обикновено са достатъчни. Настройвайте ги само при възникване на проблеми, например осцилации на контактното състояние, нежелано превключване на контактните точки или нестабилност при началното търсене на контакт. За стойностите на параметрите и реда на редовете с данни вижте справочника на ключовите думи.

Разрешаване на контактно взаимно проникване

Разрешаването на контактно взаимно проникване е функция, която постепенно променя размера на проникването или разделянето за модел, чиито контактни повърхнини се пресичат в началното състояние. Задава се с !CONTACT_INTERFERENCE.

Използвайте TYPE=SLAVE или TYPE=MASTER, за да изберете дали разрешаването на проникването се отнася към подчинената или главната страна. END задава момента, в който разрешаването на проникването завършва, а на всяка контактна двойка се задават начална позиция initial_pos и крайна позиция end_pos.

Тази функция е полезна, когато частите геометрично се пресичат в модела, но това проникване трябва да бъде възпроизведено в анализа като начално контактно състояние или състояние на пресова сглобка. Рязкото премахване на проникването може да влоши сходимостта, затова го променяйте постепенно в рамките на стъпката.

Свързани теми