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Análise de contato (parte 2)

Esta análise utiliza os dados em tutorial/10_contact_2tubes.

Objeto da análise

Este é um problema de indentação cilíndrica. A Figura 4.10.1 mostra a geometria do modelo a ser analisado e a Figura 4.10.2 mostra os dados da malha.

Item Descrição Observações Referência
Tipo de análise Análise estática não linear (elasticidade, contato) !SOLUTION,TYPE=NLSTATIC !CONTACT
Número de pontos de contato 4,000
Número de elementos 2,888
Tipo de elemento Elemento hexaédrico de primeira ordem de 8 nós !ELEMENT,TYPE=361
Nome do material M1 !MATERIAL,NAME=M1
Propriedades do material ELASTIC !ELASTIC
Condições de contorno Restrições, deslocamento prescrito
Método de solução da matriz Método direto !SOLVER,METHOD=MUMPS

Geometria do modelo de análise

Figura 4.10.1 Geometria do modelo de análise

Dados da malha do modelo de análise

Figura 4.10.2 Dados da malha do modelo de análise

Conteúdo da análise

É realizada uma análise de contato pelo método dos multiplicadores de Lagrange, aplicando um deslocamento prescrito na direção de indentação à superfície com deslocamento prescrito mostrada na Figura 4.10.1. Os dados de controle da análise são mostrados abaixo.

Dados de controle da análise 2tubes.cnt

#  Arquivo de controle do FISTR
## Controle da análise
!VERSION
 3
!SOLUTION, TYPE=NLSTATIC
!WRITE,RESULT
!WRITE,VISUAL
## Controle do solver
### Condição de contorno
!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
### Passo
!STEP, SUBSTEPS=4, CONVERG=1.0e-5
 BOUNDARY, 1
 BOUNDARY, 3
 CONTACT, 1
### Material
!MATERIAL, NAME=M1
!ELASTIC
 2.1e+5, 0.3
### Configuração do solver
!SOLVER,METHOD=MUMPS
## Controle de pós-processamento
!VISUAL,method=PSR
!surface_num=1
!surface 1
!output_type=VTK
!END

Procedimento de análise

Execute o comando executável do FrontISTR fistr1.

cd FrontISTR/tutorial/10_contact_2tubes
fistr1 -t 4

(Execução com 4 threads)

Resultados da análise

Para o 4º subpasso, é criada com REVOCAP_PrePost uma representação deformada com contornos de tensão de von Mises, mostrada na Figura 4.10.3. Como resultados numéricos da análise, um trecho do arquivo de log dos resultados é mostrado abaixo.

Resultados da análise: deformação e tensão de von Mises

Figura 4.10.3 Resultados da análise: deformação e tensão de von Mises

Log dos resultados da análise 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