ЛОГОС Прочность – обзор основных возможностей контактных пар в моделях неявного типа

• Сергей Хрулев, руководитель бригады прочности компании Пэла-Урал, приветствует участников вебинара.  

• Тема вебинара: основные возможности контактных пар в моделях неявного типа в Логос Прочность.  

• Вебинар будет ограничен 40-60 минутами, чтобы избежать длинных обсуждений.  

• Обсуждение принципов и особенностей моделирования контактных пар в явных моделях.  

• Обзор основных настроек контактной пары.  

• Представление задачи, основанной на тестовом расчете.  

• Компания Пэла-Урал занимается внедрением решений для инженерного анализа и разработкой собственных программных решений.  

• ЛогоС Прочность — набор программных решений для различных дисциплин, разработанный под эгидой Росатома.  

• Включает решения для прочности, теплопередачи, гидрогазодинамики и оптимизации.  

• Задачи, решаемые в ЛогоС Прочность, можно разделить на три группы: статические и квазистатические расчеты, вибрационные расчеты и динамические расчеты во времени.  

• Контактное поведение в ЛогоС Прочность обеспечивается объектом контактной пары.  

• Контакт позволяет организовать непроникновение тел друг в друга.  

• Различия в типах контактов: симметричные, несимметричные, поведение в нормальном и касательном направлениях.  

• Контактную пару можно создавать вручную, определяя грани и объекты.  

• В последней версии продукта Логос Прочность 5.3.24 добавлена возможность выбора способа ручного прикрепления контактной пары.  

• В неявных моделях доступны только первые три позиции: грань геометрии, ячейки и наборы граней.  

• В Логос Прочность есть автоматическая генерация контактных пар.  

• Можно выбрать компоненты для поиска контактов и настроить угол разбиения.  

• Величина зазора определяет, будет ли контакт создан при определенном расстоянии между поверхностями.  

• По умолчанию все контакты генерируются типом склейки.  

• Тип контакта определяет нормальное и касательное поведение.  

• Стандартный тип контакта обеспечивает решение нелинейной задачи с возможностью скольжения и трения.  

• Склейка удобна в статических расчетах и частотной вибрационной динамике.  

• Методы склейки: исключение переменных и множители Лагранжа.  

• Исключение переменных обеспечивает жесткую совместность, множители Лагранжа — мягкую.  

• Методы склейки в Логос Прочность соответствуют методам ANSYS.  

• В Логос Прочности не предусмотрен штрафной метод для бондди контакта.  

• Наличие коэффициента расширения и коэффициента близости.  

• Коэффициент расширения аналогичен углу раствора в автоматическом создании угла разбиения.  

• Коэффициент близости аналогичен инбол радиусу в западных решениях, определяя зону действия контакта.  

• Контакт типа стандартный работает по двум методам: метод штрафных функций и пошаговый лагранж.  

• Каждая точка обеспечения контакта соединена с ответной частью через виртуальную пружину.  

• Чем больше одно тело проникает в другое, тем больше сила выталкивания.  

• Метод обеспечивает легкую сходимость, но может иметь численное проникновение.  

• Позволяет задать уровень допустимого проникновения.  

• Программа ищет дополнительные силовые факторы для сокращения проникновения до заданного уровня.  

• Метод дает более чистое решение, но требует больше итераций.  

• Контактная схема определяет точки, в которых происходят контактные методы.  

• Три варианта: сегмент-сегмент, узел-сегмент и мортор.  

• Мортор обеспечивает наибольшее количество точек контакта, но требует больше вычислений.  

• Жесткость контакта играет ключевую роль в контактном поведении.  

• Высокая жесткость приводит к более чистому результату, но усложняет сходимость.  

• Низкая жесткость позволяет решить более сложные задачи, но делает результаты менее физически реалистичными.  

• Жесткость контакта вычисляется по умолчанию решателем и зависит от жесткости материала и разрешения сетки конечных элементов.  

• В Логосе нет возможности вручную задавать жесткость.  

• Используются множители контактных сил и сил трения.  

• Увеличение множителя контактных сил улучшает сходимость задачи.  

• Уменьшение множителя контактных сил может улучшить сходимость, но ухудшить чистоту результата.  

• В Логосе реализована методика плавного увеличения контактной жесткости.  

• Это позволяет решать задачи с начальным проникновением и посадкой с натягом.  

• Настройка инкрементации жесткости позволяет плавно снижать проникновение между телами.  

• Демонстрация записана для избежания форс-мажоров и сокращения времени расчета.  

• Используется версия 5.3.24.  

• Исходная геометрия содержит проникновение для демонстрации посадки с натягом.  

• Сетка создается из линейных тетраэдров для экономии оперативной памяти.  

• В серьезных задачах рекомендуется использовать квадратичные тетраэдры и гексагональную сетку.  

• Материалы выбраны линейно-упругие, без экзотики.  

• Создаются контактные пары между телами.  

• Используется каркасный режим для визуализации контактных пар.  

• Настройки контактных пар включают метод штрафа и контактную схему Мортова.  

• Включается геометрическая нелинейность для качественной работы нелинейного контакта.  

• Отключаются критерии сходимости по перемещениям для задач с существенным коэффициентом трения.  

• Закрепление тел осуществляется через грани геометрии для симметрии и закрепления в пространстве.  

• Единственная нагрузка - посадка с натягом.  

• В журнале можно наблюдать обратную связь по критериям и невязкам.  

• График можно настроить, увеличив толщину и отрисовывая точки.  

• Интерфейс выбора компоненты результата стал удобнее.  

• Можно увеличить результат для лучшего наблюдения.  

• Напряжение видно, но сетка не позволяет получить качественные поля.  

• Доступны контактные результаты: состояние контакта, давление.  

• Графики показывают состояние контакта в конечный момент времени.  

• Рекомендуется использовать постпроцессор для более глубокой обработки результатов.  

• В интерфейсе доступны лишь часть инструментов обработки результатов.  

• Рекомендуется использовать стифик вью для построения результатов на 360 градусов.  

• Фильтр визуального отображения позволяет развернуть геометрию.  

• Фильтр преобразования позволяет отражать сектора.  

• Изменение жесткости контакта влияет на результат и количество итераций.  

• Уменьшение жесткости приводит к более быстрому, но грубому результату.  

• Увеличение жесткости увеличивает количество итераций, но улучшает результат.  

• Визуально результат становится чище, но это зависит от целей и критериев успеха.  

• Демонстрация завершена, вопросы можно задавать по почте.