Wytyczne dotyczące badań z warunkami kontaktowymi

Ogólne

Poniżej przedstawiono ogólne wytyczne dotyczące określania warunków kontaktu:

• Sprawdzić przenikanie pomiędzy komponentami przed utworzeniem siatki. Aby wykryć przenikanie w złożeniu, kliknąć Narzędzia > Oceń > Wykrywanie przenikania . Przenikanie jest dozwolone tylko wtedy, gdy używane jest pasowanie skurczowe. Opcja Traktuj wspólne jako przenikanie pozwala na wykrycie stykających się obszarów. Są to jedyne obszary, których dotyczą ustawienia kontaktu komponentu i globalnego.
• Dla kontaktu lokalnego należy użyć Zestawu kontaktowego do zdefiniowania połączeń pomiędzy bryłami, skorupami i belkami.
• Menedżer właściwości PropertyManager Znajdź zestawy kontaktowe pomaga w znalezieniu i zdefiniowaniu par kontaktowych pomiędzy bryłami, bez konieczności ręcznego wybierania ścian.
• Jeżeli nie zostaną określone żadne warunki kontaktu, oprogramowanie założy, że wszystkie części są wiązane w swoich początkowo stykających się elementach. Wszystkie pozostałe elementy są swobodne.
• Określić warunki kontaktu globalnego, komponentu i lokalnego pozwalające na skuteczne zdefiniowanie problemu. Należy zauważyć, że dla kontaktu komponentu i globalnego nie wybiera się specyficznych elementów, ponieważ mają one zastosowanie tylko do początkowo stykających się ścian. Należy użyć kontaktu globalnego, aby użyć najczęściej występujący żądany warunek, a następnie zastąpić go przez określenie kontaktu komponentu i lokalnego tam, gdzie to potrzebne.
• Po edytowaniu lub zdefiniowaniu warunków kontaktu konieczne jest ponowne utworzenie siatki badania.

Wiązanie

• Wiązanie zapewnia ciągłość modelu, pozwalającą transfer obciążeń pomiędzy dwoma elementami. Można wiązać ścianę lub krawędź z dowolną inną ścianą lub krawędzią. Siatki wiązanych elementów nie muszą być kompatybilne. Do definiowania warunków wiązania pomiędzy bryłami, skorupami i belkami, należy użyć Zestawu kontaktowego.
• Wiązanie z kompatybilną siatką daje lepsze wyniki, jednak może w niektórych złożeniach powodować niepowodzenie tworzenia siatki. Użycie opcji Utwórz ponownie siatkę dla nieudanych części używając niekompatybilnej siatki również może pomóc w tworzeniu siatek takich złożeń.
• Elementy nie muszą się stykać. Program wyświetla komunikat przy próbie wiązania elementów, które leżą zbyt daleko od siebie. Oprogramowanie pozwala wiązać elementy o niewielkim przenikaniu.
• Wiązanie jest uzyskiwane poprzez scalanie węzłów, gdy siatka jest kompatybilna, bądź przez użycie wewnętrznych umocowań wielopunktowych, gdy siatka nie jest kompatybilna. Wiązanie niekompatybilnych siatek może powstawanie lokalnych skupisk naprężeń w wiązanych obszarach.
• Podczas wiązania ścian bryłowych przy użyciu warunku kontaktu globalnego program generuje kompatybilną siatkę na stykających się powierzchniach i scala węzły.
  
  
• Rozważmy następujący model:
  
  
  • Tworzenie siatki tego modelu z domyślnym ustawieniem kontaktu globalnego (Wiązane) wiąże całą ścianę kołową walca z płytą.
  • Jeżeli walec jest łączony z płytą tylko poprzez przyspawanie krawędzi, należy zdefiniować kontakt globalny jako Swobodny, a następnie dokonać wiązania ściany płyty z krawędzią walca poprzez zdefiniowanie zestawu kontaktów lokalnych.
  • Jeżeli istnieje niewielki prześwit, to ustawienia kontaktu globalnego nie mają zastosowania, lecz można użyć lokalnego menedżera właściwości PropertyManager Zestaw kontaktu, aby dokonać wiązania krawędzi lub ściany walca z płytą.
    
    
  • W przypadku kontaktu wiązanego pomiędzy częściami arkusza blachy (bryły lub skorupy), algorytm wiązania może wymusić nadmierne usztywnienie spowodowane przerwą pomiędzy siatką powierzchni środkowej a geometrią powierzchni kontaktowej. Nadmierne usztywnienie kontaktu wiązanego zmienia obliczenia modów ciała sztywnego. Program obliczy wszystkie sztywne mody (o wartościach częstotliwości bliskich 0) jeżeli wyeliminujemy przerwę poprzez odsunięcie siatki części arkusza blachy od powierzchni środkowych do geometrii powierzchni kontaktowej.

Badania statyczne i nieliniowe

• Kontakt jest powszechnym źródłem nieliniowości. Pomimo że badania nieliniowe są w naturalny sposób używane do rozwiązywania problemów kontaktu, to oprogramowanie pozwala na użycie badań statycznych do rozwiązywania problemów kontaktu z małymi i dużymi przemieszczeniami.
• Okno dialogowe właściwości badań statycznych i nieliniowych zawiera opcję użycia dużych przemieszczeń. Wyrażenia małego przemieszczenia należy używać tylko, jeżeli spodziewane ruchy są niewielkie, a części są niezależnie stabilne w kierunkach innych od głównego kierunku kontaktu.
  Program automatycznie wykrywa wystąpienie dużego przemieszczenia i wyświetla odpowiedni monit. Wybranie opcji Tak powoduje automatyczne ponowne uruchomienie symulacji i uaktywnienie flagi dużego przemieszczenia. Wybranie Nie powoduje wyświetlenie wyników symulacji z wykorzystaniem wyrażenia małego przemieszczenia, pomimo że mogą one być niedokładne.
• Należy zwrócić uwagę na poniższe ograniczenia podczas używania badań statycznych do rozwiązywania problemów kontaktu z dużymi przemieszczeniami:
  • Wyniki będą dostępne tylko w ostatnim kroku rozwiązania. W badaniach nieliniowych można uzyskać wyniki w każdym kroku rozwiązania.
  • Badań statycznych nie można używać jeżeli występuje jakakolwiek inna nieliniowość poza tą, która jest spowodowana kontaktem. Częstymi źródłami nieliniowości są właściwości materiału oraz zmieniające się obciążenia i umocowania.
• Aby zdefiniować warunek kontaktu pasowania skurczowego pomiędzy początkowo przenikającymi się komponentami, należy użyć opcji Pasowanie skurczowe kontaktu lokalnego.
• Aby zastąpić kontakt węzła do węzła, można użyć kontaktu powierzchni do powierzchni oraz węzła do powierzchni. Jednakże użycie kontaktu węzła do węzła może zaoszczędzić czas i dać podobne wyniki, jeżeli obciążenie nie powoduje przesuwania stykających się obszarów względem siebie.
• Generalnie użycie kontaktu powierzchni do powierzchni wraz z opcją Bez penetracji jest dokładniejsze niż użycie opcji węzła do powierzchni. Jednakże rozwiązanie trwa dłużej i może nie dojść do konwergencji, gdy powierzchnia kontaktu jest zbyt mała. W takich przypadkach należy używać opcji węzła do powierzchni.

Badania termiczne

• Dostępne są warunki kontaktu: Wiązane, Opór termiczny oraz Izolowane. Ściany swobodne (ściany bez jakichkolwiek warunków brzegowych) są izolowane. Ściana swobodna jest pod względem termicznym podobna do ściany o zerowym gradiencie temperatury w kierunku normalnym. Ściany symetrii termicznej można modelować jako ściany swobodne. Ciepło może przepływać równolegle do ściany, lecz nie może płynąć w kierunku do niej normalnym.
• Opcja węzła do węzła nie pozwala na określenie oporu termicznego, ponieważ połączone węzły będą miały taką samą temperaturę (doskonałe przewodzenie). Aby symulować opór termiczny, należy użyć kontaktu powierzchni do powierzchni.

Badania wyboczenia

Dostępne są tylko opcje Wiązane i Swobodne.

Badania częstotliwości

Dostępne są tylko opcje Wiązane i Swobodne. W przypadku określania opcji Swobodne i interpretowania wyników z nią związanych należy zachować ostrożność, ponieważ części są rozważane jako rozłączne. Ponieważ z wynikami częstotliwości nie jest skojarzona żadna rzeczywista amplituda, zaleca się uruchomienie analizy częstotliwości niezależne na izolowanych częściach, tworząc badanie w dokumencie części. Można również uruchomić analizę częstotliwości niezależnie na połączonych podzespołach.

Badania dynamiczne liniowe

Opcje Wiązane i Swobodne są dostępne dla wszystkich typów badań dynamicznych liniowych.

Badania testu upuszczenia

Dostępne są opcje Wiązane, Swobodne i Bez penetracji. W przypadku Bez penetracji, dostępna jest tylko opcja węzła do powierzchni.