Презентация на тему MSC.Dytran - 12

Single Surface (самоконтакт)
Адаптивный контакт
Метод моделировании контакта
Идентификация контактного взаимодействия
Контактная сила
Параметры

моделирования контактного взаимодействия
Выходные характеристики контакта

и/или элементами лагранжевой конечно-элементной сетки

Три типа контакта:
Контакт типа Master

– Slave
Контакт типа Single Surface (самоконтакт)
Адаптивный (или разрушающийся) контакт

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

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

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)

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)

“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)

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

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

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

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

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

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

быть введена искусственная контактная толщина (“GAP”)
При введении искусственной контактной

толщины зона проникновения увеличивается на величину GAP (и не зависит от действительной толщины оболочки)

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

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

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

версия (рекомендуется к применению в общем случае)
BELT и BELT1

– моделирование ремней безопасности
DRAWBEAD – моделирование специальных зажимов при листовой штамповке

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