การสัมผัสและการฝัง¶

ใช้ฟังก์ชันการวิเคราะห์การสัมผัสและการฝังสำหรับปัญหาที่ชิ้นส่วนอิสระสัมผัสกันและมีการถ่ายโอนภาระหรือการเลื่อนสัมพัทธ์ หรือปัญหาที่ต้องจำลองชิ้นส่วนหนึ่งให้ฝังอยู่ในอีกชิ้นส่วนหนึ่ง การวิเคราะห์การสัมผัสกำหนดข้อจำกัดเพื่อป้องกันการแทรกผ่านและถ่ายโอนแรงเสียดทานบนผิวสัมผัส ส่วนการฝังใช้แทนการเชื่อมต่อแบบยึดแน่นสมบูรณ์ระหว่างชิ้นส่วน

การวิเคราะห์การสัมผัสของ FrontISTR กำหนดขึ้นจากการผสมผสานชนิดการสัมผัส อัลกอริทึมการแก้ การกำหนดคู่สัมผัส และการเปิดใช้งานตามสเต็ป การฝังใช้กรอบการคำนวณการสัมผัสเพื่อผูกโหนดฝั่งที่ฝังเข้ากับเอลิเมนต์ฝั่งโฮสต์

ภาพรวมฟังก์ชัน¶

การวิเคราะห์การสัมผัสจะจัดระบบได้ง่ายขึ้นเมื่อเลือกหัวข้อต่อไปนี้ตามลำดับ

ในข้อมูลอินพุต ให้กำหนดเงื่อนไขการสัมผัสด้วย !CONTACT และเลือกวิธีแก้ด้วย !CONTACT_ALGO พารามิเตอร์สำหรับปรับการตรวจจับการสัมผัสถูกรวมไว้ใน !CONTACT_PARAM หากต้องการจัดการการแทรกสอดเริ่มต้นแบบค่อยเป็นค่อยไป ให้ใช้ !CONTACT_INTERFERENCE ร่วมด้วย

การฝังกำหนดด้วย !EMBED และเปิดใช้งานในแต่ละสเต็ปด้วยบรรทัด CONTACT เดียวกับการสัมผัส สำหรับการกำจัดองศาอิสระการสัมผัสและการประมวลผลข้อจำกัดหลายจุดในตัวแก้สมการเชิงเส้น ให้ดู ตัวแก้สมการและการปรับสภาพล่วงหน้า

การเลือกวิธีวิเคราะห์การสัมผัส¶

เลือกชนิดการสัมผัสจากการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของผิวสัมผัสและวัตถุประสงค์ของการวิเคราะห์ ใช้การสัมผัสแบบเลื่อนน้อยเมื่อปริมาณการเลื่อนมีน้อยและไม่จำเป็นต้องอัปเดตตำแหน่งสัมผัสมาก ใช้การสัมผัสแบบเลื่อนจำกัดสำหรับการเสียรูปมากหรือการเลื่อนสัมพัทธ์มาก และใช้ข้อจำกัดแบบผูกติดเมื่อต้องการเชื่อมชิ้นส่วนอย่างถาวรโดยไม่อนุญาตให้เลื่อนหรือแยกออก

สำหรับอัลกอริทึมการแก้ ให้พิจารณาวิธีตัวคูณ ลากรานจ์ มาตรฐาน (SLAGRANGE) ก่อน หากต้องการปรับปรุงความแม่นยำของข้อจำกัดด้วยการวนซ้ำชั้นนอก ให้พิจารณาวิธีตัวคูณ ลากรานจ์ แบบเสริม (ALAGRANGE) เมื่อใช้ ALAGRANGE ให้กำหนดจำนวนการวนซ้ำ ลากรานจ์ แบบเสริมด้วย AUGITER

เมื่อพิจารณาแรงเสียดทาน ให้กำหนดสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสำหรับแต่ละคู่สัมผัส คู่สัมผัสที่มีสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานเป็น 0 จะถือว่าไม่มีแรงเสียดทาน เนื่องจากแรงเสียดทานมีผลต่อการลู่เข้า จึงควรกำหนดเฉพาะคู่สัมผัสที่จำเป็น

รองรับผิวสัมผัสเฉพาะผิวของเอลิเมนต์อันดับหนึ่งเท่านั้น ไม่รองรับอินพุตที่ใช้ผิวของเอลิเมนต์อันดับสูงเป็นผิวสัมผัส หากต้องใช้การสัมผัสในการวิเคราะห์ด้วยเอลิเมนต์อันดับสูง ให้สร้างแบบจำลองผิวสัมผัสให้สามารถแทนได้เทียบเท่าผิวของเอลิเมนต์อันดับหนึ่ง

การสัมผัสแบบเลื่อนน้อย¶

การสัมผัสแบบเลื่อนน้อยเป็นชนิดการสัมผัสที่ถือว่าการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งสัมผัสมีขนาดเล็ก ในข้อมูลอินพุต ให้กำหนดใน !CONTACT ด้วย INTERACTION=SSLID

สำหรับปัญหาที่การเลื่อนสัมพัทธ์ระหว่างผิวสัมผัสมีขนาดเล็ก การใช้การสัมผัสแบบเลื่อนน้อยช่วยให้การตรวจจับการสัมผัสมีเสถียรภาพได้ง่ายขึ้น วิธีนี้รองรับการเปลี่ยนสถานะสัมผัสและการแยกออก แต่ไม่ได้สมมติให้จุดสัมผัสคู่กันเคลื่อนที่เป็นระยะมากเหมือนการสัมผัสแบบเลื่อนจำกัด

การสัมผัสแบบเลื่อนน้อยรองรับทั้งการสัมผัสแบบไม่มีแรงเสียดทานและการสัมผัสที่มีแรงเสียดทานคูลอมบ์ ไม่รองรับการสัมผัสบนผิวของเอลิเมนต์อันดับสูง

การสัมผัสแบบเลื่อนจำกัด¶

การสัมผัสแบบเลื่อนจำกัดเป็นชนิดการสัมผัสที่อัปเดตจุดสัมผัสคู่กันตามการเสียรูป ในข้อมูลอินพุต ให้กำหนดใน !CONTACT ด้วย INTERACTION=FSLID

เลือกการสัมผัสแบบเลื่อนจำกัดเมื่อวิเคราะห์การเสียรูปมาก การเลื่อนสัมพัทธ์มากระหว่างชิ้นส่วน หรือการย้ายตำแหน่งสัมผัสไปไกลจากตำแหน่งเริ่มต้น การค้นหาจุดสัมผัสคู่กันใช้การค้นหาแบบบักเก็ต จึงรองรับการอัปเดตตำแหน่งสัมผัสระหว่างการวิเคราะห์

INTERACTION=GLUED เป็นข้อกำหนดเพื่อความเข้ากันได้ และภายในจะถูกจัดการเป็นการสัมผัสแบบเลื่อนจำกัด การสัมผัสแบบเลื่อนจำกัดรองรับทั้งการสัมผัสแบบไม่มีแรงเสียดทานและการสัมผัสที่มีแรงเสียดทานคูลอมบ์

ข้อจำกัดแบบผูกติด¶

ข้อจำกัดแบบผูกติดเป็นชนิดการสัมผัสที่เชื่อมผิวทั้งสองที่กำหนดด้วยคู่สัมผัสอย่างถาวร ในข้อมูลอินพุต ให้กำหนดใน !CONTACT ด้วย INTERACTION=TIED

ข้อจำกัดแบบผูกติดไม่อนุญาตทั้งการเลื่อนและการแยกออก ใช้เมื่อต้องการเชื่อมเมชที่มีขนาดเอลิเมนต์ต่างกัน หรือเมื่อต้องการให้บริเวณที่สร้างเป็นชิ้นส่วนแยกกันทำงานเป็นวัตถุเดียวกันในการวิเคราะห์

การฝังจะผูกโหนดฝั่งที่ฝังเข้ากับเอลิเมนต์ฝั่งโฮสต์ ดังนั้นเป้าหมายอินพุตจึงต่างจากข้อจำกัดแบบผูกติดที่เชื่อมผิวทั้งสองของคู่สัมผัส ใช้การฝังเมื่อต้องการผูกกลุ่มโหนดไว้ภายในเอลิเมนต์โดยรอบ

การฝัง¶

การฝังเป็นฟังก์ชันที่ผูกกลุ่มโหนดฝั่งที่ฝังเข้ากับกลุ่มเอลิเมนต์ฝั่งโฮสต์ ในข้อมูลอินพุต ให้กำหนดคู่ฝังด้วย !EMBED PAIR ในข้อมูลเมช และกำหนดชื่อคู่กับ ID กลุ่มด้วย !EMBED ในข้อมูลควบคุมการวิเคราะห์

ในคู่ฝัง SLAVE_GRP คือกลุ่มโหนดฝั่งที่ฝัง และ MASTER_GRP คือกลุ่มเอลิเมนต์ฝั่งโฮสต์ ใช้เมื่อจำเป็นต้องผูกกลุ่มโหนดแบบแข็งไว้ภายในเอลิเมนต์โซลิดโดยรอบ

การฝังถูกประกอบตามการตั้งค่าการแก้การสัมผัสโดยรวม โดยปกติให้พิจารณา SLAGRANGE ก่อน หากใช้ ALAGRANGE ให้ตรวจสอบสัมประสิทธิ์เพนัลตีและการลู่เข้าของการวนซ้ำชั้นนอก ไม่รองรับแรงเสียดทาน การเปิดใช้งานตามสเต็ปใช้กลไกเดียวกับการสัมผัส โดยกำหนด ID กลุ่มใน !STEP ที่บรรทัด CONTACT

อัลกอริทึมการแก้¶

กำหนดอัลกอริทึมการแก้การสัมผัสด้วย !CONTACT_ALGO โดยเป็นการตั้งค่าที่เป็นอิสระจากชนิดการสัมผัส และใช้เมื่อต้องการเปลี่ยนเฉพาะวิธีแก้ข้อจำกัดสำหรับคู่สัมผัสเดียวกัน

TYPE=SLAGRANGE เป็นวิธีตัวคูณ ลากรานจ์ มาตรฐาน ซึ่งรวมองศาอิสระการสัมผัสเข้าในระบบเชิงเส้น เป็นตัวเลือกมาตรฐานที่มีเสถียรภาพและควรพิจารณาเป็นอันดับแรกสำหรับการฝัง

TYPE=ALAGRANGE เป็นวิธีตัวคูณ ลากรานจ์ แบบเสริม ซึ่งใช้เพนัลตีร่วมกับการวนซ้ำชั้นนอก สามารถเพิ่มความแม่นยำของข้อจำกัดได้ แต่ AUGITER เพิ่มต้นทุนการคำนวณและอาจมีผลต่อการลู่เข้า

สำหรับการกำจัดองศาอิสระการสัมผัส ความแตกต่างระหว่างตัวแก้สมการโดยตรงและแบบวนซ้ำ และการจัดการ MPC ให้ดู ตัวแก้สมการและการปรับสภาพล่วงหน้า

การกำหนดคู่สัมผัส¶

คู่สัมผัสเป็นข้อกำหนดในข้อมูลเมชที่ระบุว่าฝั่งสเลฟใดสัมผัสกับฝั่งมาสเตอร์ใด ในข้อมูลอินพุต ให้กำหนดชื่อคู่ กลุ่มสเลฟ และกลุ่มมาสเตอร์ด้วย !CONTACT PAIR แล้วอ้างอิงชื่อคู่จาก !CONTACT ในข้อมูลควบคุมการวิเคราะห์

TYPE=NODE-SURF ใช้กลุ่มโหนดเป็นฝั่งสเลฟและกลุ่มผิวเป็นฝั่งมาสเตอร์ เพื่อกำหนดการสัมผัสแบบโหนดต่อผิว

TYPE=SURF-SURF ใช้กลุ่มผิวทั้งสองฝั่ง ภายในจะสร้างกลุ่มโหนดสเลฟและแปลงเป็นการสัมผัสแบบโหนดต่อผิว เหมาะเมื่อสะดวกต่อการจัดการฝั่งสเลฟเป็นผิว

พารามิเตอร์การตรวจจับการสัมผัส¶

พารามิเตอร์การตรวจจับการสัมผัสใช้ปรับเกณฑ์เชิงตัวเลขสำหรับการค้นหาการสัมผัสและการสลับสถานะ กำหนดชุดพารามิเตอร์ที่มีชื่อด้วย !CONTACT_PARAM แล้วอ้างอิงจาก !CONTACT ด้วย CONTACTPARAM

พารามิเตอร์หลักได้แก่ระยะเคลียร์รันซ์ปกติ CLEARANCE, CLR_SAME_ELEM สำหรับเอลิเมนต์ที่สัมผัสอยู่แล้ว และ TENSILE_FORCE สำหรับการตรวจจับการแยกออก ค่าเริ่มต้นของ CLEARANCE คือ 0.01

โดยทั่วไปใช้ค่าเริ่มต้นได้เพียงพอ ควรปรับเฉพาะเมื่อเกิดการสั่นของการตัดสินสถานะ การสลับจุดสัมผัสโดยไม่ตั้งใจ หรือการค้นหาการสัมผัสเริ่มต้นไม่เสถียร สำหรับค่าของแต่ละพารามิเตอร์และลำดับบรรทัดข้อมูล ให้ดูเอกสารอ้างอิงคีย์เวิร์ด

การแก้การแทรกสอดของการสัมผัส¶

การแก้การแทรกสอดของการสัมผัสเป็นฟังก์ชันที่ค่อย ๆ เปลี่ยนปริมาณการแทรกสอดหรือระยะห่างของแบบจำลองที่ผิวสัมผัสแทรกสอดกันในสถานะเริ่มต้น ในอินพุตกำหนดด้วย !CONTACT_INTERFERENCE

เลือกฝั่งอ้างอิงด้วย TYPE=SLAVE หรือ TYPE=MASTER กำหนดเวลาสิ้นสุดการเปลี่ยนแปลงด้วย END และกำหนด initial_pos กับ end_pos สำหรับแต่ละคู่

ฟังก์ชันนี้มีประโยชน์เมื่อแบบจำลองเริ่มต้นมีการแทรกสอดทางเรขาคณิตหรือต้องการสร้างสภาวะอัดสวม การเปลี่ยนแปลงแบบค่อยเป็นค่อยไปช่วยหลีกเลี่ยงการเสื่อมของการลู่เข้าจากการแก้การแทรกสอดอย่างฉับพลัน

หัวข้อที่เกี่ยวข้อง¶

• การวิเคราะห์การสัมผัส (ทฤษฎี) — สูตรคำนวณการสัมผัส
• ชนิดการวิเคราะห์ — การวิเคราะห์ไม่เชิงเส้นรวมถึงการสัมผัส
• การทำซ้ำไม่เชิงเส้นและการอินทิเกรตตามเวลา — โครงสร้างลูปของการวนซ้ำการสัมผัส (ความแตกต่างระหว่าง SLAGRANGE และ ALAGRANGE) และเกณฑ์การลู่เข้า
• การควบคุมสเต็ป — การเปิดใช้งานการสัมผัสและการฝังตามสเต็ป
• ตัวแก้สมการและการปรับสภาพล่วงหน้า — การกำจัดองศาอิสระการสัมผัสและการจัดการ MPC
• เอกสารอ้างอิงคีย์เวิร์ด:
• การควบคุมการวิเคราะห์: !CONTACT, !CONTACT_ALGO, !CONTACT_PARAM, !EMBED
• นิยามเมช: !CONTACT PAIR, !EMBED PAIR