پرش به محتویات

تماس و تعبیه‌سازی

برای مسائلی که در آن قطعات مستقل با یکدیگر تماس پیدا می‌کنند و بار را منتقل می‌کنند یا نسبت به هم می‌لغزند، یا برای مسائلی که باید یک قطعه به‌صورت تعبیه‌شده در قطعه دیگری نمایش داده شود، از قابلیت‌های تحلیل تماس و تعبیه‌سازی استفاده کنید. تحلیل تماس قیدهایی اعمال می‌کند تا از نفوذ جلوگیری شود و نیروهای اصطکاکی در سطوح تماس منتقل شوند، در حالی که تعبیه‌سازی اتصال کاملاً مقید میان قطعات را نمایش می‌دهد.

تحلیل تماس FrontISTR با ترکیب نوع تماس، الگوریتم حل، تعریف جفت تماس و فعال‌سازی گام‌به‌گام تنظیم می‌شود. تعبیه‌سازی از چارچوب تماس استفاده می‌کند تا گره‌های سمت تعبیه‌شده را به المان‌های سمت میزبان مقید کند.

نمای کلی قابلیت‌ها

برای سامان‌دهی تحلیل تماس، انتخاب موارد زیر به‌ترتیب مفید است.

محور انتخاب گزینه‌ها نقش
نوع تماس تماس با لغزش کوچک، تماس با لغزش محدود، قید اتصال تعیین می‌کند حرکت نسبی، جدایش و لغزش میان سطوح تماس چگونه مجاز باشند.
الگوریتم حل SLAGRANGE، ALAGRANGE تعیین می‌کند قیدهای تماس چگونه در دستگاه خطی و تکرارهای غیرخطی وارد شوند.
جفت تماس NODE-SURF، SURF-SURF نحوه نمایش سمت تابع و سمت اصلی را تعیین می‌کند. تعریف جفت‌ها در داده‌های مش مشخص می‌شود.
اصطکاک بدون اصطکاک، اصطکاک کولنی مقاومت مماسی را با ضریب اصطکاک مشخص می‌کند.
فعال‌سازی خط CONTACT از !STEP یک گروه تماس یا گروه تعبیه‌سازی را برای هر گام فعال می‌کند.

در داده‌های ورودی، شرایط تماس را با !CONTACT تعریف و روش حل را با !CONTACT_ALGO انتخاب کنید. پارامترهای تنظیم تشخیص تماس در !CONTACT_PARAM گروه‌بندی شده‌اند. برای رسیدگی تدریجی به تداخل اولیه، از !CONTACT_INTERFERENCE نیز استفاده کنید.

تعبیه‌سازی با !EMBED تعریف می‌شود و برای هر گام از طریق همان خط CONTACT مورد استفاده برای تماس فعال می‌شود. برای حذف درجات آزادی تماس و نحوه برخورد حل‌گر خطی با قیود چندنقطه‌ای، به حل‌گر و پیش‌شرط‌گذاری مراجعه کنید.

انتخاب روش تحلیل تماس

نوع تماس را بر اساس حرکت نسبی سطوح تماس و هدف تحلیل انتخاب کنید. وقتی لغزش محدود است و به به‌روزرسانی بزرگ مکان تماس نیاز نیست، از تماس با لغزش کوچک استفاده کنید. برای تغییرشکل بزرگ یا لغزش نسبی زیاد از تماس با لغزش محدود استفاده کنید. هنگامی که قطعات باید بدون لغزش یا جدایش برای همیشه متصل بمانند، از قید اتصال استفاده کنید.

برای الگوریتم حل، ابتدا روش استاندارد ضریب لاگرانژ (SLAGRANGE) را در نظر بگیرید. اگر لازم است دقت قید از طریق تکرارهای بیرونی بهبود یابد، روش ضریب لاگرانژ افزوده (ALAGRANGE) را بررسی کنید. در ALAGRANGE، AUGITER تعداد تکرارهای لاگرانژ افزوده را مشخص می‌کند.

هنگام در نظر گرفتن اصطکاک، برای هر جفت تماس ضریب اصطکاک مشخص کنید. جفت تماسی با ضریب اصطکاک 0 بدون اصطکاک در نظر گرفته می‌شود. چون اصطکاک بر همگرایی اثر می‌گذارد، آن را فقط برای جفت‌های تماسی که نیاز دارند مشخص کنید.

فقط سطوح المان‌های مرتبه اول به‌عنوان سطح تماس پشتیبانی می‌شوند. ورودی‌هایی که از سطوح المان‌های مرتبه بالاتر به‌عنوان سطح تماس استفاده می‌کنند پشتیبانی نمی‌شوند. هنگام استفاده از تماس در تحلیلی با المان‌های مرتبه بالاتر، سطوح تماس را طوری مدل کنید که بتوان آن‌ها را به‌طور معادل با سطوح المان مرتبه اول نمایش داد.

تماس با لغزش کوچک

تماس با لغزش کوچک نوعی تماس است که فرض می‌کند تغییر مکان تماس کوچک است. در داده ورودی آن را با INTERACTION=SSLID در !CONTACT مشخص کنید.

برای مسائلی که لغزش نسبی میان سطوح تماس کم است، تماس با لغزش کوچک می‌تواند تشخیص تماس را پایدارتر کند. این روش تغییر وضعیت تماس و جدایش را مدیریت می‌کند، اما مانند تماس با لغزش محدود حرکت بزرگ نقاط تماس متناظر را فرض نمی‌کند.

تماس با لغزش کوچک هم تماس بدون اصطکاک و هم تماس با اصطکاک کولنی را پشتیبانی می‌کند. تماس روی سطوح المان‌های مرتبه بالاتر پشتیبانی نمی‌شود.

تماس با لغزش محدود

تماس با لغزش محدود نوعی تماس است که با پیشرفت تغییرشکل، نقاط تماس متناظر را به‌روزرسانی می‌کند. در داده ورودی آن را با INTERACTION=FSLID در !CONTACT مشخص کنید.

برای تغییرشکل بزرگ، لغزش نسبی زیاد میان قطعات یا جابه‌جایی مکان تماس به فاصله زیادی از موقعیت اولیه، از تماس با لغزش محدود استفاده کنید. برای یافتن نقاط تماس متناظر از جستجوی سطلی استفاده می‌شود و در نتیجه مکان تماس در طول تحلیل قابل به‌روزرسانی است.

INTERACTION=GLUED مشخصه‌ای برای سازگاری است و در داخل به‌صورت تماس با لغزش محدود پردازش می‌شود. تماس با لغزش محدود هم تماس بدون اصطکاک و هم تماس با اصطکاک کولنی را پشتیبانی می‌کند.

قید اتصال

قید اتصال نوعی تماس است که سطوح مشخص‌شده توسط یک جفت تماس را به‌طور دائمی به یکدیگر متصل می‌کند. در داده ورودی آن را با INTERACTION=TIED در !CONTACT مشخص کنید.

قید اتصال نه لغزش و نه جدایش را مجاز می‌داند. این قید هنگام اتصال مش‌هایی با اندازه المان متفاوت یا زمانی که نواحی ایجادشده به‌عنوان قطعات جداگانه باید در تحلیل مانند یک جسم واحد رفتار کنند مفید است.

تعبیه‌سازی گره‌های سمت تعبیه‌شده را به المان‌های میزبان مقید می‌کند، بنابراین اهداف ورودی آن با قید اتصال که دو سطح یک جفت تماس را متصل می‌کند متفاوت است. وقتی گروهی از گره‌ها باید درون المان‌های پیرامونی مقید شوند، از تعبیه‌سازی استفاده کنید.

تعبیه‌سازی

تعبیه‌سازی یک گروه گره در سمت تعبیه‌شده را به یک گروه المان در سمت میزبان مقید می‌کند. در داده ورودی، جفت تعبیه‌سازی را با !EMBED PAIR در داده‌های مش تعریف کنید و نام جفت و شناسه گروه را با !EMBED در داده‌های کنترل تحلیل مشخص کنید.

در یک جفت تعبیه‌سازی، SLAVE_GRP گروه گره سمت تعبیه‌شده و MASTER_GRP گروه المان سمت میزبان است. زمانی از این قابلیت استفاده کنید که گروهی از گره‌ها باید به‌طور صلب درون المان‌های جامد پیرامونی مقید شوند.

تعبیه‌سازی مطابق تنظیم کلی حل تماس مونتاژ می‌شود. معمولاً ابتدا SLAGRANGE را در نظر بگیرید. هنگام استفاده از ALAGRANGE، ضریب جریمه و همگرایی تکرارهای بیرونی را بررسی کنید. اصطکاک پشتیبانی نمی‌شود. فعال‌سازی گام‌به‌گام از همان سازوکار تماس استفاده می‌کند: شناسه گروه را در خط CONTACT از !STEP مشخص کنید.

الگوریتم‌های حل

الگوریتم حل تماس با !CONTACT_ALGO مشخص می‌شود. این الگوریتم مستقل از نوع تماس است و برای تغییر نحوه حل قیدهای یک جفت تماس یکسان استفاده می‌شود.

TYPE=SLAGRANGE روش استاندارد ضریب لاگرانژ است. درجات آزادی تماس را در دستگاه خطی وارد می‌کند و معادلات قید را مستقیماً اعمال می‌کند. این انتخاب استاندارد و پایدار است و هنگام استفاده از تعبیه‌سازی نیز باید ابتدا بررسی شود.

TYPE=ALAGRANGE روش ضریب لاگرانژ افزوده است. یک جمله جریمه را با تکرارهای بیرونی ترکیب می‌کند تا قیدها ارضا شوند. وقتی دقت بالاتر قید تماس لازم است می‌توان آن را بررسی کرد، اما چون AUGITER تکرارهای بیرونی اضافه می‌کند، باید هزینه محاسباتی و رفتار همگرایی بررسی شود.

برای حذف درجات آزادی تماس، ترکیب با حل‌گرهای مستقیم و تکراری و روش‌های برخورد با MPC، به حل‌گر و پیش‌شرط‌گذاری مراجعه کنید.

تعریف جفت تماس

جفت تماس مشخصه‌ای در داده‌های مش است که تعیین می‌کند کدام سمت تابع با کدام سمت اصلی تماس دارد. در داده ورودی، نام جفت، گروه تابع و گروه اصلی را با !CONTACT PAIR تعریف کنید و از !CONTACT در داده‌های کنترل تحلیل به نام جفت ارجاع دهید.

TYPE=NODE-SURF نمایش گره-به-سطح است که در آن سمت تابع به‌صورت گروه گره و سمت اصلی به‌صورت گروه سطح مشخص می‌شود. این نمایش مستقیماً مسائلی را بیان می‌کند که گروهی از گره‌ها با یک سطح تماس پیدا می‌کنند.

TYPE=SURF-SURF هر دو سمت تابع و اصلی را به‌صورت گروه سطح مشخص می‌کند. در داخل، یک گروه گره از گروه سطح تابع ایجاد می‌شود و جفت به تماس گره-به-سطح تبدیل می‌شود. هنگامی از این نمایش استفاده کنید که سطح تابع باید به‌صورت گروه سطح مدیریت شود.

پارامترهای تشخیص تماس

پارامترهای تشخیص تماس آستانه‌های عددی مورد استفاده برای جستجوی تماس و تغییر وضعیت تماس هستند. در داده ورودی، یک مجموعه پارامتر نام‌دار را با !CONTACT_PARAM تعریف کنید و با CONTACTPARAM در !CONTACT به آن ارجاع دهید.

پارامترهای شاخص شامل فاصله مجاز نرمال CLEARANCE، CLR_SAME_ELEM برای المان‌هایی که از قبل در تماس هستند و TENSILE_FORCE برای تشخیص جدایش هستند. مقدار پیش‌فرض CLEARANCE برابر 0.01 است.

در تحلیل‌های معمول، پارامترهای پیش‌فرض تشخیص تماس عموماً کافی هستند. فقط در صورت بروز مشکلاتی مانند نوسان وضعیت تماس، تغییر ناخواسته نقاط تماس یا ناپایداری در جستجوی تماس اولیه آن‌ها را تنظیم کنید. برای مقادیر پارامترها و ترتیب خطوط داده به مرجع کلیدواژه مراجعه کنید.

رفع تداخل تماس

رفع تداخل تماس قابلیتی است که مقدار تداخل یا جدایش را برای مدلی که سطوح تماس آن در حالت اولیه با هم تداخل دارند به‌تدریج تغییر می‌دهد. این قابلیت با !CONTACT_INTERFERENCE مشخص می‌شود.

از TYPE=SLAVE یا TYPE=MASTER برای انتخاب این‌که رفع تداخل نسبت به سمت تابع یا سمت اصلی مرجع‌گذاری شود استفاده کنید. END زمانی را مشخص می‌کند که رفع تداخل پایان می‌یابد و برای هر جفت تماس موقعیت اولیه initial_pos و موقعیت نهایی end_pos تعیین می‌شود.

این قابلیت زمانی مفید است که قطعات در مدل از نظر هندسی تداخل داشته باشند اما لازم باشد این تداخل در تحلیل به‌صورت حالت تماس اولیه یا حالت پرسی بازتولید شود. حذف ناگهانی تداخل می‌تواند همگرایی را بدتر کند، بنابراین آن را در طول گام به‌تدریج تغییر دهید.

موارد مرتبط