Презентация "MSC.Dytran - 12" - скачать презентации по Информатике

Содержание

Слайд 2

СОДЕРЖАНИЕ Что такое контакт Контакт типа Master – Slave Контакт типа

СОДЕРЖАНИЕ

Что такое контакт
Контакт типа Master – Slave
Контакт типа Single Surface (самоконтакт)
Адаптивный

контакт
Метод моделировании контакта
Идентификация контактного взаимодействия
Контактная сила
Параметры моделирования контактного взаимодействия
Выходные характеристики контакта
Слайд 3

ЧТО ТАКОЕ КОНТАКТ Контакт – это взаимодействие между узлами и/или элементами

ЧТО ТАКОЕ КОНТАКТ

Контакт – это взаимодействие между узлами и/или элементами лагранжевой

конечно-элементной сетки
Три типа контакта:
Контакт типа Master – Slave
Контакт типа Single Surface (самоконтакт)
Адаптивный (или разрушающийся) контакт
Слайд 4

КОНТАКТ ТИПА Master - Slave Предотвращает взаимное проникновение двух поверхностей Эффективный,

КОНТАКТ ТИПА Master - Slave
Предотвращает взаимное проникновение двух поверхностей
Эффективный, экономный в

вычислительном плане алгоритм моделирования
Пример: контакт между поверхностями 202 и 102
CONTACT, 1, SURF, SURF, 202, 102
SURFACE, 102, , PROP, 103
SURFACE, 202, , MAT, 203

Slave поверхность

Master поверхность

Слайд 5

КОНТАКТ ТИПА Single Surface (САМОКОНТАКТ) Предотвращает взаимное проникновение поверхностей и взаимное

КОНТАКТ ТИПА Single Surface (САМОКОНТАКТ)
Предотвращает взаимное проникновение поверхностей и взаимное проникновение

отдельных частей поверхности (самопроникновение)
Применим для моделирования проблем с потерей устойчивости, в которых зоны контактного взаимодействия заранее предсказаны быть не могут – при решении таких задач все части конструкции могут быть описаны как Single Surface
Затратный в вычислительном плане, но “мощный” алгоритм
Простой в использовании алгоритм
Пример: самоконтакт поверхности 204
CONTACT, 1, SURF, , 204
SURFACE, 204, , ELEM, 204
Слайд 6

АДАПТИВНЫЙ КОНТАКТ Пример: контакт между объектами, моделируемыми элементами со свойствами 202

АДАПТИВНЫЙ КОНТАКТ

Пример: контакт между объектами, моделируемыми элементами со свойствами 202 и

102
CONTACT, 1, PROP, PROP, 202, 102, , , , +
+, , , , YES

Моделирование контакта между лагранжевыми разрушающимися сетками
Если элемент разрушился, то в дальнейших вычислениях он не участвует, а поверхность контакта автоматически обновляется (при инициализации вычислений поверхность контакта генерируется автоматически)

Слайд 7

МЕТОД МОДЕЛИРОВАНИЯ КОНТАКТА Контакт моделируется с использованием метода штрафов Допускается проникновение

МЕТОД МОДЕЛИРОВАНИЯ КОНТАКТА

Контакт моделируется с использованием метода штрафов
Допускается проникновение узлов в

“сопредельную” поверхность
Силы, перпендикулярные поверхности контакта, “выталкивают” узлы
Обеспечивается соблюдение закона сохранения количества движения
Основа моделирования контакта – взаимодействие Master поверхности и Slave узлов
Slave узлы “отслеживаются” на предмет их взаимодействия с Master поверхностями
Контакт в MSC.Dytran – несимметричный!!!
Исключение – контакт типа Single Surface (самоконтакт)
Слайд 8

МЕТОД ИДЕНТИФИКАЦИИ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ Четыре зоны (возможного) контактного взаимодействия Узлы “свободны”

МЕТОД ИДЕНТИФИКАЦИИ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

Четыре зоны (возможного) контактного взаимодействия
Узлы “свободны” (не взаимодействуют)

– контактный алгоритм “выключен”
Узлы в пределах зоны “мониторинга” – идут проверки на предмет возможного проникновения (т.е. на предмет контактного взаимодействия)
При наличии проникновения – приложение к Slave узлу силы для “возвращения” его на поверхность контакта
При проникновении более определённой величины – отсутствие выталкивающей силы (потеря контакта)
Слайд 9

МЕТОД ИДЕНТИФИКАЦИИ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ Глубина зоны проникновения может быть задана пользователем

МЕТОД ИДЕНТИФИКАЦИИ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

Глубина зоны проникновения может быть задана пользователем
Этот параметр

“участвует” в обеспечении устойчивости расчёта
Глубина зоны “мониторинга” динамически корректируется: она автоматически увеличивается, если скорость Slave узлов велика, то глубина зоны “мониторинга” увеличивается
Параметр корректировки глубины зоны “мониторинга” может быть задан пользователем
Слайд 10

МЕТОД ИДЕНТИФИКАЦИИ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ Поверхности могут взаимодействовать различными поверхностями Взаимодействие slave

МЕТОД ИДЕНТИФИКАЦИИ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

Поверхности могут взаимодействовать различными поверхностями
Взаимодействие slave узлов с

верхней (TOP) стороной Master поверхности
CONTACT, 1, SURF, SURF, 202, 102, , , , +
+, , TOP
Взаимодействие slave узлов с нижней (BOTTOM) стороной Master поверхности
CONTACT, 1, SURF, SURF, 202, 102, , , , +
+, , BOTTOM

При выборе опции BOTH (обе) автоматически инициализируется двухстороннее контактное взаимодействие: MSC.Dytran для каждого Slave узла автоматически назначает опцию TOP или BOTTOM и переключает их в процессе расчёта
Может использоваться только при наличии “начального” зазора между Master и Slave поверхностями
Пример:
CONTACT, 1, SURF, SURF, 202, 102, , , , +
+, , BOTH

Слайд 11

МЕТОД ИДЕНТИФИКАЦИИ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ Для обеспечения работы алгоритма идентификации контакта нормали

МЕТОД ИДЕНТИФИКАЦИИ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

Для обеспечения работы алгоритма идентификации контакта нормали всех

сегментов поверхности должны иметь согласованное направление
Пример контакта с верхней (TOP) стороной поверхности
В данном случае, если задан контакт нижней (BOTTOM) стороной, то будет иметь место начальное проникновение Slave узлов
Напротив, если будет задан двухсторонний контакт (BOTH), то начального проникновения Slave узлов не будет: алгоритм первоначальной идентификации контакта правильно распознает ситуацию
Слайд 12

КОНТАКТНАЯ СИЛА Предположим, что за время с tn по tn+1 Slave

КОНТАКТНАЯ СИЛА

Предположим, что за время с tn по tn+1 Slave узел

“проник” сквозь Master сегмент на глубину δ
Контактная сила вычисляется как
где Δt – шаг интегрирования по времени;
FACT – коэффициент (для обеспечения устойчивости расчёта по
умолчанию равен 0,1)
Заметим, что значение FACT=1,0 равнозначно использованию метода множителей Лагранжа
Слайд 13

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА Обеспечение выполнения закона сохранения импульса Вычисленное значение контактной

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА

Обеспечение выполнения закона сохранения импульса
Вычисленное значение контактной силы прикладывается

к Slave узлу в направлении, обеспечивающем “выталкивание” его на Master поверхность
Одинаковая по величине, но противоположная по направлению сила прилагается к узлам Master поверхности
Слайд 14

ПАРАМЕТРЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ КОНТАКТА - THICK Толщина контактирующих оболочек может принята во

ПАРАМЕТРЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ КОНТАКТА - THICK

Толщина контактирующих оболочек может принята во внимание

при моделировании контакта
Зона проникновения (т.е. зона, нахождение в которой Slave узла идентифицируется как наличие контактного взаимодействия) увеличивается на величину, равную половине произведения заданного пользователем коэффициента на толщину Master оболочки
При вычислении глубины проникновения во внимание принимается “откорректированное” положение Slave узла (с учётом половины произведения заданного пользователем коэффициента на толщину Slave оболочки

Зона проникновения

Слайд 15

ПАРАМЕТРЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ КОНТАКТА - GAP При выполнении моделирования может быть введена

ПАРАМЕТРЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ КОНТАКТА - GAP

При выполнении моделирования может быть введена искусственная

контактная толщина (“GAP”)
При введении искусственной контактной толщины зона проникновения увеличивается на величину GAP (и не зависит от действительной толщины оболочки)
Слайд 16

ПАРАМЕТРЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ КОНТАКТА - FRICTION При моделировании контакта может быть учтено

ПАРАМЕТРЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ КОНТАКТА - FRICTION

При моделировании контакта может быть учтено трение

(по умолчанию трения нет)
Возможная зависимость величины коэффициента трения от скорости относительного скольжения контактирующих поверхностей также может быть учтена
μ = μk + (μs - μk ) · e-βv
где μk – “кинетический” коэффициент трения;
μs – “статический” коэффициент трения;
β – коэффициент;
v – скорость относительного скольжения
взаимодействующих поверхностей
Пример: контакт типа Master – Slave между поверхностями 3 и 7 со статическим коэффициентом трения 0,3
CONTACT, 1, SURF, SURF, 3, 7, 0.3
Слайд 17

ПАРАМЕТРЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ КОНТАКТА – (DE)ACTIVATION Для уменьшения затрат времени на вычисления

ПАРАМЕТРЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ КОНТАКТА – (DE)ACTIVATION

Для уменьшения затрат времени на вычисления контакт

может активироваться и деактивироваться
Параметр TSTART – значение времени, при котором контакт активируется (по умолчанию TSTART = 0)
Параметр TEND – значение времени, при котором контакт деактивируется (по умолчанию TEND = ENDTIME)
Пример: контакт типа Master – Slave между поверхностями 3 и 7 активируется при t=0,1 и деактивируется при t=0,5
CONTACT, 1, SURF, SURF, 3, 7, , , , +
+, , , , , , , , , +
+, 0.1, 0.5
Слайд 18

ВЫХОДНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОНТАКТА Вывод результатов расчётов для контактов возможен только в

ВЫХОДНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОНТАКТА

Вывод результатов расчётов для контактов возможен только в файлы

временных зависимостей и специфицируется с помощью следующих операторов
CONTOUT – задание перечня выводимых переменных
CONTS – задание задание номера набора, включающего номера контактных поверхностей, для которых будут выводиться результаты
STEPS/TIMES – задание временных интервалов вывода результатов
TYPE – задание типа файла, в который будут выводиться результаты (только TIMEHIS)
SAVE – интервал создания новых файлов с результатами
Пример:
TYPE (contact_File) = TIMEHIS
CONTOUT (Contact_File) = XFORCE, YFORCE, ZFORCE, FMAGN, AMAGN
CONTS (Contact_File) = 10
SET 10 = 111
TIMES (Contact_Files) = 0.0 THRU END BY 1.0E-4
SAVE (Contact_File) = 1000000
Слайд 19

ВЕРСИИ КОНТАКТА V2 и V3 – устаревшие V4 – новая версия

ВЕРСИИ КОНТАКТА

V2 и V3 – устаревшие
V4 – новая версия (рекомендуется к

применению в общем случае)
BELT и BELT1 – моделирование ремней безопасности
DRAWBEAD – моделирование специальных зажимов при листовой штамповке
Слайд 20

ПРИМЕНЕНИЕ ОПЦИИ DRAWBEAD Версия контакта DRAWBEAD разработана для использования при моделировании

ПРИМЕНЕНИЕ ОПЦИИ DRAWBEAD

Версия контакта DRAWBEAD разработана для использования при моделировании листовой

штамповки. Необходимо сформировать список узлов, определяющих положение вытяжного бурта, которые затем будут использоваться для задания мнимых стержневых элементов, описывающих вытяжной бурт. Оператор RCONN используется для соединения узлов вытяжного бурта и деталей пресса. Пользователь должен задать величину “удерживающих” сил (в ед. силы на ед. длины) в операторе описания контакта (опция DRAWBEAD) и опции VERSION значение DRAWBEAD