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Análise de contacto (parte 2)

Esta análise utiliza os dados em tutorial/10_contact_2tubes.

Objeto da análise

Trata-se de um problema de indentação cilíndrica. A Figura 4.10.1 apresenta a geometria do modelo a analisar e a Figura 4.10.2 os dados da malha.

Item Descrição Observações Referência
Tipo de análise Análise estática não linear (elasticidade, contacto) !SOLUTION,TYPE=NLSTATIC !CONTACT
Número de pontos de contacto 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 fronteira Restrições, deslocamento prescrito
Método de resolução 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 efetuada uma análise de contacto pelo método dos multiplicadores de Lagrange, aplicando um deslocamento prescrito na direção de indentação à superfície com deslocamento prescrito apresentada na Figura 4.10.1. Os dados de controlo da análise são apresentados abaixo.

Dados de controlo da análise 2tubes.cnt

#  Control File for FISTR
## Analysis Control
!VERSION
 3
!SOLUTION, TYPE=NLSTATIC
!WRITE,RESULT
!WRITE,VISUAL
## Solver Control
### Boundary Condition
!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
### STEP
!STEP, SUBSTEPS=4, CONVERG=1.0e-5
 BOUNDARY, 1
 BOUNDARY, 3
 CONTACT, 1
### Material
!MATERIAL, NAME=M1
!ELASTIC
 2.1e+5, 0.3
### Solver Setting
!SOLVER,METHOD=MUMPS
## Post Control
!VISUAL,method=PSR
!surface_num=1
!surface 1
!output_type=VTK
!END

Procedimento de análise

Execute o comando fistr1 do FrontISTR.

cd FrontISTR/tutorial/10_contact_2tubes
fistr1 -t 4

(Execução com 4 threads)

Resultados da análise

Para o 4.º subpasso, é criada com REVOCAP_PrePost uma representação deformada com contornos de tensão de von Mises, apresentada na Figura 4.10.3. Como resultados numéricos da análise, é apresentado abaixo um excerto do ficheiro de registo dos resultados.

Resultados da análise: deformação e tensão de von Mises

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

Registo 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