Иди на текст

Translation update pending

The Serbian translation may be out of date because the Japanese source has changed.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

Контакт и уграђивање

Функције контактне анализе и уграђивања користе се за проблеме у којима независни делови долазе у контакт и преносе оптерећење или клизе један у односу на други, као и за проблеме у којима један део треба представити као уграђен у други. Контактна анализа поставља ограничења која спречавају продирање и преносе силе трења на контактним површинама, док уграђивање представља потпуно ограничену везу између делова.

Контактна анализа у FrontISTR-у формира се комбинацијом типа контакта, алгоритма решавања, дефиниције контактног пара и активирања по корацима. Уграђивање користи контактни оквир тако што ограничава чворове уграђене стране на елементе стране домаћина.

Преглед функција

Контактну анализу је најлакше организовати тако што се следеће ставке бирају редом.

Оса избора Опције Улога
Тип контакта Контакт са малим клизањем, контакт са коначним клизањем, везано ограничење Одређује како су дозвољени релативно кретање, раздвајање и клизање контактних површина.
Алгоритам решавања SLAGRANGE, ALAGRANGE Одређује како се контактна ограничења укључују у линеарни систем и нелинеарне итерације.
Контактно пригушење Онемогућено, омогућено Одређује да ли се сила пригушења примењује већ при приближавању контактних површина како би се сузбиле осцилације стања контакта.
Контактни пар NODE-SURF, SURF-SURF Одређује представљање подређене и главне стране. Дефиниција пара задаје се у подацима мреже.
Трење Без трења, Кулоново трење Задаје отпор у тангенцијалном правцу помоћу коефицијента трења.
Активирање Ред CONTACT у !STEP Активира контактну или уграђену групу за сваки корак.

У улазним подацима контактни услови дефинишу се помоћу !CONTACT, а метода решавања бира се помоћу !CONTACT_ALGO. Параметри за подешавање детекције контакта груписани су у !CONTACT_PARAM. За постепено третирање почетне интерференције користи се и !CONTACT_INTERFERENCE.

Уграђивање се дефинише помоћу !EMBED и активира по корацима преко истог реда CONTACT који се користи за контакт. За елиминацију контактних степени слободе и обраду вишетачкастих ограничења у линеарном решавачу видети Решавач и предусловљавање.

Избор методе контактне анализе

Тип контакта бира се према релативном кретању контактних површина и циљу анализе. Контакт са малим клизањем користи се када је клизање ограничено и нису потребна велика ажурирања положаја контакта. Контакт са коначним клизањем користи се за велике деформације или велико релативно клизање. Везано ограничење користи се када делови морају остати трајно повезани без клизања или раздвајања.

За алгоритам решавања прво размотрите стандардну методу Лагранжевих множилаца (SLAGRANGE). Ако тачност ограничења треба побољшати спољним итерацијама, размотрите проширену методу Лагранжевих множилаца (ALAGRANGE). Код ALAGRANGE, AUGITER задаје број проширених Лагранжевих итерација.

Када се узима у обзир трење, коефицијент трења задаје се за сваки контактни пар. Контактни пар са коефицијентом трења 0 третира се као контакт без трења. Пошто трење утиче на конвергенцију, задајте га само за контактне парове којима је потребно.

Као контактне површине подржане су само површине елемената првог реда. Улаз који користи површине елемената вишег реда као контактне површине није подржан. Када се контакт користи у анализи са елементима вишег реда, контактне површине треба моделирати тако да се могу еквивалентно представити површинама елемената првог реда.

Контакт са малим клизањем

Контакт са малим клизањем је тип контакта који претпоставља мале промене положаја контакта. У улазним подацима задаје се са INTERACTION=SSLID у !CONTACT.

Код проблема са малим релативним клизањем контактних површина, контакт са малим клизањем може учинити детекцију контакта стабилнијом. Он обрађује промене стања контакта и раздвајање, али не претпоставља велика померања одговарајућих контактних тачака као контакт са коначним клизањем.

Контакт са малим клизањем подржава и контакт без трења и контакт са Кулоновим трењем. Контакт на површинама елемената вишег реда није подржан.

Контакт са коначним клизањем

Контакт са коначним клизањем је тип контакта који ажурира одговарајуће контактне тачке у току деформације. У улазним подацима задаје се са INTERACTION=FSLID у !CONTACT.

Контакт са коначним клизањем користи се за велике деформације, велико релативно клизање између делова или померање контактног положаја далеко од почетног. За проналажење одговарајућих контактних тачака користи се bucket претрага, што омогућава ажурирање положаја контакта током анализе.

INTERACTION=GLUED је компатибилна спецификација и интерно се третира као контакт са коначним клизањем. Контакт са коначним клизањем подржава и контакт без трења и контакт са Кулоновим трењем.

Везано ограничење

Везано ограничење је тип контакта који трајно повезује површине задате контактним паром. У улазним подацима задаје се са INTERACTION=TIED у !CONTACT.

Везано ограничење не дозвољава ни клизање ни раздвајање. Корисно је за повезивање мрежа различите величине елемената или када области направљене као одвојени делови у анализи треба да се понашају као једно тело.

Уграђивање ограничава чворове уграђене стране на елементе домаћина, па се његови улазни објекти разликују од везаног ограничења које повезује две површине контактног пара. Уграђивање се користи када групу чворова треба ограничити унутар околних елемената.

Уграђивање

Уграђивање ограничава групу чворова уграђене стране на групу елемената домаћина. У улазним подацима пар за уграђивање дефинише се помоћу !EMBED PAIR у подацима мреже, а име пара и ID групе задају се помоћу !EMBED у контролним подацима анализе.

У пару за уграђивање, SLAVE_GRP је група чворова уграђене стране, а MASTER_GRP група елемената домаћина. Ова функција се користи када групу чворова треба круто ограничити унутар околних солид елемената.

Уграђивање се саставља у складу са глобалним подешавањем решавања контакта. Обично прво треба размотрити SLAGRANGE. При употреби ALAGRANGE проверите пенални коефицијент и конвергенцију спољних итерација. Трење није подржано. Активирање по корацима користи исти механизам као контакт: ID групе задаје се у реду CONTACT у !STEP.

Алгоритми решавања

Алгоритам решавања контакта задаје се помоћу !CONTACT_ALGO. Независан је од типа контакта и користи се за промену начина решавања ограничења за исти контактни пар.

TYPE=SLAGRANGE је стандардна метода Лагранжевих множилаца. Она укључује контактне степене слободе у линеарни систем и директно третира једначине ограничења. То је стандардна и стабилна опција и треба је прво размотрити и када се користи уграђивање.

TYPE=ALAGRANGE је проширена метода Лагранжевих множилаца. Комбинује пенални члан са спољним итерацијама ради задовољења ограничења. Може се размотрити када је потребна већа тачност контактних ограничења, али пошто AUGITER додаје спољне итерације, треба проверити рачунски трошак и понашање конвергенције.

За елиминацију контактних степени слободе, комбинације са директним и итеративним решавачима и методе обраде MPC видети Решавач и предусловљавање.

Контактно пригушење

У неким анализама стање контакта осцилира тако што се у свакој итерацији смењују контакт и стање без контакта, па анализа не конвергира. Контактно пригушење, већ од тренутка када се контактна површина приближава главној површини, уводи силу пригушења пропорционалну прираштају релативног померања у нормалном правцу и тако сузбија те осцилације. Користи се задавањем две величине: јачине пригушења и опсега растојања у којем пригушење делује.

Када је пригушење омогућено, чвор контактне површине чије је растојање до главне површине унутар растојања дејства прелази у стање близине. Чвор у стању близине није под контактним ограничењем и на њега делује само сила пригушења. Пригушење је јаче што је растојање ближе 0, а престаје да делује када се достигне растојање дејства.

И почетак контакта и одвајање пролазе кроз стање близине. Чвор без контакта, када уђе унутар растојања дејства, најпре прелази у стање близине, а даљим приближавањем у стање контакта. Када се чвор у контакту одваја услед затезне силе, најпре се враћа у стање близине, а када растојање премаши растојање дејства прелази у стање без контакта. Стање близине настаје само када је задато растојање дејства; у анализи без контактног пригушења прелаз између стања без контакта и контакта је директан.

Коефицијент пригушења служи за нумеричку стабилизацију; ако је превелик, сила пригушења остаје у решењу. Као оријентациони опсег користите приближно 1.0e-3 до 1.0e-2 и повећавајте га само ако анализа не конвергира. Растојање дејства треба да буде довољно мало у односу на величину елемената контактне површине. Ако је превелико, сила пригушења делује и на чворове који нису у контакту, па се мења тренутак почетка контакта.

У улазу се коефицијент пригушења задаје параметром DAMP_ALPHA, а растојање дејства параметром DAMP_GACT у !CONTACT.

Дефиниција контактног пара

Контактни пар је спецификација у подацима мреже којом се дефинише која подређена страна контактира са којом главном страном. У улазним подацима помоћу !CONTACT PAIR дефинишу се име пара, подређена група и главна група, а на име пара се упућује из !CONTACT у контролним подацима анализе.

TYPE=NODE-SURF је представљање чвор–површина у којем се подређена страна задаје као група чворова, а главна страна као група површина. Оно директно представља проблеме у којима група чворова контактира са површином.

TYPE=SURF-SURF задаје и подређену и главну страну као групе површина. Интерно се из групе подређених површина генерише група чворова, а пар се претвара у контакт чвор–површина. Ово представљање користи се када подређеном површином треба управљати као групом површина.

Параметри детекције контакта

Параметри детекције контакта су нумерички прагови који се користе при претрази контакта и промени контактних стања. У улазним подацима именовани скуп параметара дефинише се помоћу !CONTACT_PARAM, а на њега се упућује преко CONTACTPARAM у !CONTACT.

Репрезентативни параметри обухватају уобичајени зазор CLEARANCE, CLR_SAME_ELEM за елементе који су већ у контакту и TENSILE_FORCE за детекцију раздвајања. Подразумевана вредност CLEARANCE је 0.01.

За стандардне анализе подразумевани параметри детекције контакта су обично довољни. Подешавајте их само када се јаве проблеми, као што су осцилације стања контакта, ненамерно пребацивање контактних тачака или нестабилност почетне претраге контакта. Вредности параметара и редослед редова података видети у референци кључних речи.

Отклањање контактне интерференције

Отклањање контактне интерференције је функција која постепено мења величину преклапања или раздвајања код модела чије се контактне површине преклапају у почетном стању. Задаје се помоћу !CONTACT_INTERFERENCE.

Помоћу TYPE=SLAVE или TYPE=MASTER бира се да ли се отклањање интерференције реферише на подређену или главну страну. END задаје време завршетка отклањања интерференције, а сваком контактном пару додељују се почетни положај initial_pos и крајњи положај end_pos.

Ова функција је корисна када се делови геометријски преклапају у моделу, али се то преклапање у анализи треба репродуковати као почетно контактно стање или стање пресованог склопа. Нагло уклањање интерференције може погоршати конвергенцију, па је треба мењати постепено унутар корака.

Повезане теме