Teoria liniowa zakłada małe przemieszczenia. Przyjmuje również, że normalne do obszarów kontaktu nie zmieniają kierunku podczas obciążania. Czyli całe obciążenie jest stosowane w jednym kroku. To podejście może prowadzić do niedokładnych wyników lub problemów zbieżności (konwergencji) w przypadkach, gdy te założenia nie są spełnione.
Istnieje możliwość zażądania rozwiązania dużego przemieszczenia. Rozwiązanie dużego przemieszczenia pochłania więcej czasu i zasobów niż rozwiązanie małego przemieszczenia, jednakże daje dokładniejsze wyniki. Rozwiązanie dużego przemieszczenia jest wymagane gdy uzyskana deformacja znacznie zmienia sztywność (zdolność struktury do stawiania oporu obciążeniom). Rozwiązanie małego przemieszczenia zakłada, że sztywność nie zmienia się podczas obciążania. Rozwiązanie dużego przemieszczenia zakłada, że sztywność zmienia się podczas obciążania, dlatego stosuje obciążenie krokowo i aktualizuje sztywność dla każdego kroku rozwiązania.
Gdy jest aktywna opcja Duże przemieszczenie w oknie dialogowym Statyczne, badanie statyczne jest rozwiązywane poprzez krokowe stosowanie obciążenia i aktualizowanie geometrii.
Gdy do badań statycznych wykorzystywane jest rozwiązanie dużego przemieszczenia, można przeglądać wyniki tylko dla ostatniego kroku, który odpowiada pełnemu obciążeniu. W badaniach nieliniowych można przeglądać wyniki w każdym kroku rozwiązania.
W przypadku uruchomienia analizy statycznej i obliczania wszystkich przemieszczeń solver dokonuje kontroli dużego przemieszczenia. Wysyła komunikat ostrzegawczy w przypadku wyliczenia nadmiernych przemieszczeń. Solver wykonuje następujące kontrole:
-
Dla modeli ze złączami kołkowymi sprawdza, czy względny obrót (θ) w obrębie poszczególnych złączy kołkowych jest mały. Solver wysyła komunikat ostrzegawczy, gdy obrót względny θ jest większy niż 5o (stopni).
- Dla wszystkich modeli sprawdza maksymalne przemieszczenie (norma euklidesowa) między całkowitą liczbą węzłów i porównuje je z długością charakterystyczną modelu. Jeżeli stosunek maksymalnego przemieszczenia przekracza długość charakterystyczną modelu o więcej niż 10%, solver wysyła komunikat ostrzegawczy. Charakterystyczna długość modelu (L) jest obliczana według wzoru:
gdzie: Xi, Yi i Zi to współrzędne węzła i; X c, Yc i Zc to współrzędne geometrycznego środka modelu; a N to całkowita liczba węzłów w modelu.
Aby uaktywnić opcję dużego przemieszczenia, należy:
- W drzewie badania Simulation kliknąć prawym przyciskiem myszy ikonę badania statycznego i wybrać Właściwości.
Pojawi się okno dialogowe Statyczne.
- Na karcie Opcje zaznaczyć Duże przemieszczenie.
- Kliknąć OK.
Opcja ta steruje sposobem działania oprogramowania w odniesieniu do problemu kontaktu. Przykład tej funkcji można znaleźć w samouczku online.
| Opcja niezaznaczona |
Pełne obciążenie jest stosowane jednocześnie. Pary źródła i celu są ustawiane w oparciu o początkową konfigurację i pozostają niezmienione podczas iteracji kontaktu. Normalne do powierzchni kontaktu również bazują na początkowej konfiguracji i pozostają niezmienione podczas kontaktu. To podejście może prowadzić do niedokładnych wyników lub problemów zbieżności (konwergencji) w przypadkach, gdy te założenia nie są spełnione, co jest prawdopodobne kiedy przemieszczenia stają się duże. |
| Opcja zaznaczona |
Obciążenia są stosowane stopniowo i jednorodnie w szeregu kroków, aż do osiągnięcia pełnych wartości. Liczba kroków jest ustalana wewnętrznie przez program na podstawie wyników deformacji. Pary źródła i celu oraz normalne do powierzchni kontaktu są oszacowywane w każdym kroku rozwiązania.
|
Zalecana procedura
Do rozwiązywania problemów kontaktu zaleca się użycie poniższej procedury:
- Rozwiązać problem bez uaktywniania opcji Duże przemieszczenie.
- Uaktywnić opcję Duże przemieszczenie i spróbować ponownie w następujących przypadkach:
- Jeżeli przemieszczenia lub orientacje stykających się ścian są zauważalne gdy zdeformowany kształt zostanie wykreślony przy użyciu współczynnika skalowania równego 1.0.
- Jeżeli najwyższe odkształcenie przekracza 4%.
- Jeżeli naprężenia zredukowane wg Misesa są bliskie ustąpieniu materiału.
Notatki
- W celu uwzględnienia dużych odkształceń i nieliniowości materiału wymagana jest pełna analiza nieliniowa.
- Rozwiązanie dużego przemieszczenia nie działa dla:
- złącz spoiny punktowej i łożyskowych
- siatki belki oraz siatki mieszanej, która zawiera belki
- odległych obciążeń masą
- opcji Oblicz siły swobodnego obiektu w oknie dialogowym Statyczne (oprogramowanie ignoruje tą opcję)
- opcji Udoskonal dokładność dla wiązania niekompatybilnych siatek (wolniej) w oknie dialogowym Statyczne, dla kontaktu Bez penetracji, powierzchnia do powierzchni (oprogramowanie ignoruje tą opcję)