संपर्क और एम्बेडिंग¶

उन समस्याओं के लिए संपर्क विश्लेषण और एम्बेडिंग कार्यों का उपयोग करें जिनमें स्वतंत्र भाग एक-दूसरे के संपर्क में आकर भार संचारित करते हैं या एक-दूसरे के सापेक्ष फिसलते हैं, अथवा जिनमें किसी एक भाग को दूसरे भाग के भीतर एम्बेडेड रूप में निरूपित करना आवश्यक हो। संपर्क विश्लेषण संपर्क सतहों पर अंतःप्रवेश रोकने और घर्षण बल संचारित करने के लिए प्रतिबंध लागू करता है, जबकि एम्बेडिंग भागों के बीच पूर्णतः प्रतिबंधित संयोजन को निरूपित करती है।

FrontISTR में संपर्क विश्लेषण को संपर्क प्रकार, समाधान एल्गोरिदम, संपर्क-युग्म परिभाषा और चरणवार सक्रियण के संयोजन से विन्यस्त किया जाता है। एम्बेडिंग में संपर्क ढाँचे का उपयोग करके एम्बेडेड पक्ष के नोडों को होस्ट पक्ष के तत्वों से प्रतिबंधित किया जाता है।

अवलोकन¶

संपर्क विश्लेषण को निम्न मदों का क्रमशः चयन करके व्यवस्थित करना उपयोगी है।

चयन अक्ष	विकल्प	भूमिका
संपर्क प्रकार	लघु-स्लाइडिंग संपर्क, परिमित-स्लाइडिंग संपर्क, बंधित बाधा	यह निर्धारित करता है कि संपर्क सतहों के बीच सापेक्ष गति, अलगाव और फिसलन किस प्रकार अनुमत हों।
समाधान एल्गोरिदम	`SLAGRANGE`, `ALAGRANGE`	यह निर्धारित करता है कि संपर्क प्रतिबंधों को रैखिक तंत्र और अरैखिक पुनरावृत्तियों में किस प्रकार सम्मिलित किया जाए।
संपर्क युग्म	`NODE-SURF`, `SURF-SURF`	यह स्लेव और मास्टर पक्षों के निरूपण को निर्धारित करता है। युग्म परिभाषाएँ मेश डेटा में निर्दिष्ट की जाती हैं।
घर्षण	घर्षणरहित, कूलॉम्ब घर्षण	घर्षण गुणांक का उपयोग करके स्पर्शरेखीय प्रतिरोध निर्दिष्ट करता है।
सक्रियण	`!STEP` की `CONTACT` पंक्ति	प्रत्येक चरण के लिए संपर्क समूह या एम्बेडिंग समूह सक्रिय करती है।

इनपुट डेटा में संपर्क शर्तें !CONTACT से परिभाषित करें और समाधान विधि !CONTACT_ALGO से चुनें। संपर्क पहचान के समायोजन हेतु पैरामीटर !CONTACT_PARAM के अंतर्गत समूहित हैं। प्रारंभिक इंटरफेरेंस को क्रमिक रूप से संभालने के लिए !CONTACT_INTERFERENCE का भी उपयोग करें।

एम्बेडिंग को !EMBED से परिभाषित किया जाता है और प्रत्येक चरण में उसी CONTACT पंक्ति द्वारा सक्रिय किया जाता है जिसका उपयोग संपर्क के लिए होता है। संपर्क स्वतंत्रता-कोटियों के उन्मूलन और बहु-बिंदु बाधाओं के रैखिक-सॉल्वर उपचार के लिए सॉल्वर और पूर्वानुकूलन देखें।

संपर्क विश्लेषण विधि का चयन¶

संपर्क सतहों की सापेक्ष गति और विश्लेषण के उद्देश्य के अनुसार संपर्क प्रकार चुनें। जब फिसलन सीमित हो और संपर्क स्थान में बड़े अद्यतन आवश्यक न हों, तब लघु-स्लाइडिंग संपर्क का उपयोग करें। बड़े विरूपण या बड़े सापेक्ष फिसलन के लिए परिमित-स्लाइडिंग संपर्क का उपयोग करें। जब भागों को बिना फिसलन या अलगाव के स्थायी रूप से जुड़े रहना हो, तब बंधित बाधा का उपयोग करें।

समाधान एल्गोरिदम के लिए पहले मानक लाग्रांज गुणक विधि (SLAGRANGE) पर विचार करें। यदि बाहरी पुनरावृत्तियों द्वारा प्रतिबंध की सटीकता बढ़ानी हो, तो संवर्धित लाग्रांज गुणक विधि (ALAGRANGE) पर विचार करें। ALAGRANGE में AUGITER संवर्धित-लाग्रांज पुनरावृत्तियों की संख्या निर्दिष्ट करता है।

घर्षण पर विचार करने पर प्रत्येक संपर्क युग्म के लिए घर्षण गुणांक निर्दिष्ट करें। 0 घर्षण गुणांक वाले संपर्क युग्म को घर्षणरहित माना जाता है। चूँकि घर्षण अभिसरण को प्रभावित करता है, इसे केवल उन संपर्क युग्मों के लिए निर्दिष्ट करें जहाँ इसकी आवश्यकता हो।

संपर्क सतह के रूप में केवल प्रथम-क्रम तत्वों की सतहें समर्थित हैं। उच्च-क्रम तत्वों की सतहों को संपर्क सतह के रूप में उपयोग करने वाले इनपुट समर्थित नहीं हैं। उच्च-क्रम तत्वों वाले विश्लेषण में संपर्क का उपयोग करते समय संपर्क सतहों का मॉडल इस प्रकार बनाएँ कि उन्हें प्रथम-क्रम तत्व सतहों द्वारा समतुल्य रूप से निरूपित किया जा सके।

लघु-स्लाइडिंग संपर्क¶

लघु-स्लाइडिंग संपर्क ऐसा संपर्क प्रकार है जो मानता है कि संपर्क स्थान में परिवर्तन छोटे हैं। इनपुट डेटा में इसे !CONTACT के भीतर INTERACTION=SSLID द्वारा निर्दिष्ट करें।

जिन समस्याओं में संपर्क सतहों के बीच सापेक्ष फिसलन छोटी हो, उनमें लघु-स्लाइडिंग संपर्क संपर्क पहचान को अधिक स्थिर बना सकता है। यह संपर्क अवस्था और अलगाव में परिवर्तन को संभालता है, परंतु परिमित-स्लाइडिंग संपर्क की तरह संबंधित संपर्क बिंदुओं की बड़ी गति को नहीं मानता।

लघु-स्लाइडिंग संपर्क घर्षणरहित संपर्क और कूलॉम्ब घर्षण वाले संपर्क दोनों का समर्थन करता है। उच्च-क्रम तत्व सतहों पर संपर्क समर्थित नहीं है।

परिमित-स्लाइडिंग संपर्क¶

परिमित-स्लाइडिंग संपर्क ऐसा संपर्क प्रकार है जो विरूपण बढ़ने के साथ संबंधित संपर्क बिंदुओं को अद्यतन करता है। इनपुट डेटा में इसे !CONTACT के भीतर INTERACTION=FSLID द्वारा निर्दिष्ट करें।

बड़े विरूपण, भागों के बीच बड़े सापेक्ष फिसलन, या संपर्क स्थान के अपनी प्रारंभिक स्थिति से बहुत दूर स्थानांतरित होने की स्थिति में परिमित-स्लाइडिंग संपर्क का उपयोग करें। संबंधित संपर्क बिंदुओं को खोजने के लिए बकेट खोज का उपयोग किया जाता है, जिससे विश्लेषण के दौरान संपर्क स्थान अद्यतन किया जा सकता है।

INTERACTION=GLUED संगतता हेतु विनिर्देश है और आंतरिक रूप से परिमित-स्लाइडिंग संपर्क के रूप में संभाला जाता है। परिमित-स्लाइडिंग संपर्क घर्षणरहित संपर्क और कूलॉम्ब घर्षण वाले संपर्क दोनों का समर्थन करता है।

बंधित बाधा¶

बंधित बाधा ऐसा संपर्क प्रकार है जो संपर्क युग्म द्वारा निर्दिष्ट सतहों को स्थायी रूप से जोड़ता है। इनपुट डेटा में इसे !CONTACT के भीतर INTERACTION=TIED द्वारा निर्दिष्ट करें।

बंधित बाधा न फिसलन की अनुमति देती है, न अलगाव की। यह भिन्न तत्व आकार वाले मेशों को जोड़ने या अलग-अलग भागों के रूप में बनाए गए क्षेत्रों को विश्लेषण में एकल पिंड की तरह व्यवहार कराना हो, तब उपयोगी है।

एम्बेडिंग एम्बेडेड पक्ष के नोडों को होस्ट तत्वों से प्रतिबंधित करती है, इसलिए इसके इनपुट लक्ष्य बंधित बाधा से भिन्न हैं, जो संपर्क युग्म की दो सतहों को जोड़ता है। जब नोडों के समूह को आसपास के तत्वों के भीतर प्रतिबंधित करना हो, तब एम्बेडिंग का उपयोग करें।

एम्बेडिंग¶

एम्बेडिंग एम्बेडेड पक्ष के नोड समूह को होस्ट पक्ष के तत्व समूह से प्रतिबंधित करती है। इनपुट डेटा में मेश डेटा में !EMBED PAIR से एम्बेडिंग युग्म परिभाषित करें, और विश्लेषण नियंत्रण डेटा में !EMBED से युग्म नाम और समूह ID निर्दिष्ट करें।

एम्बेडिंग युग्म में SLAVE_GRP एम्बेडेड पक्ष का नोड समूह है और MASTER_GRP होस्ट पक्ष का तत्व समूह है। जब नोडों के समूह को आसपास के ठोस तत्वों के भीतर दृढ़तापूर्वक प्रतिबंधित करना हो, तब इस कार्य का उपयोग करें।

एम्बेडिंग को वैश्विक संपर्क-समाधान सेटिंग के अनुसार असेंबल किया जाता है। सामान्यतः पहले SLAGRANGE पर विचार करें। ALAGRANGE का उपयोग करते समय पेनल्टी गुणांक और बाहरी पुनरावृत्तियों का अभिसरण जाँचें। घर्षण समर्थित नहीं है। चरणवार सक्रियण संपर्क जैसी ही व्यवस्था का उपयोग करता है: !STEP की CONTACT पंक्ति पर समूह ID निर्दिष्ट करें।

समाधान एल्गोरिदम¶

संपर्क समाधान एल्गोरिदम !CONTACT_ALGO से निर्दिष्ट किया जाता है। यह संपर्क प्रकार से स्वतंत्र है और समान संपर्क युग्म के प्रतिबंधों को हल करने का तरीका बदलने के लिए उपयोग किया जाता है।

TYPE=SLAGRANGE मानक लाग्रांज गुणक विधि है। यह संपर्क स्वतंत्रता-कोटियों को रैखिक तंत्र में सम्मिलित करती है और प्रतिबंध समीकरणों का सीधे उपचार करती है। यह मानक और स्थिर विकल्प है तथा एम्बेडिंग के उपयोग में भी पहले इसी पर विचार करना चाहिए।

TYPE=ALAGRANGE संवर्धित लाग्रांज गुणक विधि है। यह प्रतिबंधों को संतुष्ट करने के लिए पेनल्टी पद को बाहरी पुनरावृत्तियों के साथ जोड़ती है। अधिक संपर्क-प्रतिबंध सटीकता आवश्यक होने पर इस पर विचार किया जा सकता है, किंतु AUGITER बाहरी पुनरावृत्तियाँ जोड़ता है, इसलिए संगणन लागत और अभिसरण व्यवहार की जाँच आवश्यक है।

संपर्क स्वतंत्रता-कोटियों के उन्मूलन, प्रत्यक्ष और पुनरावृत्त सॉल्वरों के संयोजन तथा MPC उपचार विधियों के लिए सॉल्वर और पूर्वानुकूलन देखें।

संपर्क-युग्म परिभाषा¶

संपर्क युग्म एक मेश-डेटा विनिर्देश है जो निर्धारित करता है कि कौन-सा स्लेव पक्ष किस मास्टर पक्ष से संपर्क करता है। इनपुट डेटा में !CONTACT PAIR से युग्म नाम, स्लेव समूह और मास्टर समूह परिभाषित करें, तथा विश्लेषण नियंत्रण डेटा में !CONTACT से उस युग्म नाम को संदर्भित करें।

TYPE=NODE-SURF नोड-से-सतह निरूपण है जिसमें स्लेव पक्ष नोड समूह और मास्टर पक्ष सतह समूह के रूप में निर्दिष्ट होता है। यह उन समस्याओं को सीधे निरूपित करता है जिनमें नोडों का समूह किसी सतह से संपर्क करता है।

TYPE=SURF-SURF स्लेव और मास्टर दोनों पक्षों को सतह समूहों के रूप में निर्दिष्ट करता है। आंतरिक रूप से स्लेव सतह समूह से नोड समूह बनाया जाता है और युग्म को नोड-से-सतह संपर्क में परिवर्तित किया जाता है। जब स्लेव सतह को सतह समूह के रूप में प्रबंधित करना हो, तब इस निरूपण का उपयोग करें।

संपर्क-पहचान पैरामीटर¶

संपर्क-पहचान पैरामीटर वे संख्यात्मक सीमाएँ हैं जिनका उपयोग संपर्क खोज और संपर्क अवस्थाओं के परिवर्तन के लिए किया जाता है। इनपुट डेटा में !CONTACT_PARAM से नामित पैरामीटर सेट परिभाषित करें और !CONTACT में CONTACTPARAM द्वारा उसका संदर्भ दें।

प्रमुख पैरामीटरों में सामान्य क्लियरेंस CLEARANCE, पहले से संपर्क में मौजूद तत्वों के लिए CLR_SAME_ELEM और पृथक्करण की पहचान के लिए TENSILE_FORCE शामिल हैं। CLEARANCE का डिफ़ॉल्ट मान 0.01 है।

मानक विश्लेषणों में डिफ़ॉल्ट संपर्क-पहचान पैरामीटर सामान्यतः पर्याप्त होते हैं। इन्हें केवल तब समायोजित करें जब संपर्क अवस्था में दोलन, संपर्क बिंदुओं का अनपेक्षित परिवर्तन, या प्रारंभिक संपर्क खोज में अस्थिरता जैसी समस्याएँ हों। पैरामीटर मानों और डेटा पंक्तियों के क्रम के लिए कीवर्ड संदर्भ देखें।

संपर्क इंटरफेरेंस का समाधान¶

संपर्क-इंटरफेरेंस समाधान ऐसा कार्य है जो उस मॉडल में इंटरफेरेंस या अलगाव की मात्रा को क्रमशः बदलता है जिसकी संपर्क सतहें प्रारंभिक अवस्था में परस्पर काटती हैं। इसे !CONTACT_INTERFERENCE से निर्दिष्ट किया जाता है।

इंटरफेरेंस समाधान को स्लेव या मास्टर पक्ष के संदर्भ में करना है, यह चुनने के लिए TYPE=SLAVE या TYPE=MASTER का उपयोग करें। END वह समय निर्दिष्ट करता है जब इंटरफेरेंस समाधान समाप्त होता है, और प्रत्येक संपर्क युग्म को प्रारंभिक स्थिति initial_pos तथा अंतिम स्थिति end_pos दी जाती है।

यह कार्य तब उपयोगी है जब मॉडल में भाग ज्यामितीय रूप से एक-दूसरे में हस्तक्षेप करते हों, पर उस इंटरफेरेंस को विश्लेषण में प्रारंभिक संपर्क अवस्था या प्रेस-फिट अवस्था के रूप में पुनरुत्पादित करना हो। इंटरफेरेंस को अचानक हटाने से अभिसरण खराब हो सकता है, इसलिए इसे चरण के भीतर क्रमशः बदलें।