中文培訓(xùn)教程模態(tài)中的粘接接觸

1、第16章在正則模態(tài)分析中使用粘接接觸NAS122, Section 16, August 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS16-1NAS122, Section 16, August 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS16-2線性和非線性分析線性分析運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系是線性的，小位移單元兼容性和本構(gòu)關(guān)系是線性的。剛度矩陣不會(huì)變化。沒有屈服。小應(yīng)變。未變形時(shí)滿足平衡關(guān)系。即力平衡方程可以直接建立在變形前的位形上。邊界條件和載荷沒有變化以及以下情況位移和載荷直接成比例不同載荷的結(jié)果可以相互疊加

2、NAS122, Section 16, August 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS16-3線性和非線性分析(續(xù))非線性分析的來源幾何非線性運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系是非線性的大位移和大轉(zhuǎn)動(dòng)預(yù)應(yīng)力跟隨力載荷是位移的函數(shù)大應(yīng)變單元應(yīng)變是單元形變的非線性函數(shù)材料非線性單元本構(gòu)關(guān)系是非線性的，單元可能屈服單元力不再等于剛度乘以位移接觸分析變形體和剛體接觸通常都是非線性的。但是一些簡(jiǎn)單的此類接觸可以在MD Nastran和 Patran中用線性來處理。見下頁。改變的邊界條件和載荷以及以下情況位移與載荷不是直接的成比例關(guān)系不同載荷的結(jié)果不能線性疊加NAS122

3、, Section 16, August 2010Copyright 2010 MSC.Software CorporationS16-4線性和非線性分析(續(xù))線性接觸建模SOL 101 支持線性接觸分析線性接觸的定義和SOL 400沒有材料非線性時(shí)的非線性是一致的，通常要求小應(yīng)變和小的轉(zhuǎn)動(dòng)。粘接接觸建模SOLs 101, 103, 105, 107, 108, 109, 110, 111, and 112支持粘接接觸粘接接觸是一種特殊的接觸類型。要求相互接觸的面之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并且物體之間初始狀態(tài)就是接觸的。粘接接觸的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)在于可以快速的關(guān)聯(lián)起不一致的網(wǎng)格。NAS122, Secti

4、on 16, August 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS16-5接觸功能的歷史MD Nastran中有各種不同功能的接觸類型GAP contactSlide line contact SOL 106, 129 (ver68+)Full 3D contact SOL 600 (ver2004+)Full 3D contact SOL 400 (MD Nastran R2+)3D linear contact SOL 101 (MD Nastran R2+)3D linear glued contact SOLs 101, 103, 1

5、05, 107, 108, 109, 110,111, and 112 (MD Nastran R2+)3D線性粘接接觸。本章NAS122, Section 16, August 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS16-6粘接接觸使用準(zhǔn)則粘接接觸通過創(chuàng)建MPC方程的方式實(shí)現(xiàn)可以在以下線性求解序列中使用：101, 103, 105, 107, 108, 109,110, 111, 和112在工況控制里，BCONTACT=sid必須方式在最前，或者放置在第一個(gè)子工況中。在模型數(shù)據(jù)段，由BCONTACT卡片中對(duì)所有從接觸體設(shè)置IGLUE=1。的

6、BCTABLE應(yīng)力接觸(Initial stress-free contact)選項(xiàng)可以用來改進(jìn)剛初始體模態(tài)。NAS122, Section 16, August 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS16-7有限元分析中的接觸需要它?為什么有限元基于 局部支持” 的概念節(jié)點(diǎn)和單元僅與相鄰節(jié)點(diǎn)相傳遞。力只通過公共節(jié)點(diǎn)傳遞；無公共節(jié)點(diǎn) = 無傳遞NAS122, Section 16, August 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS16-8有限元分析中的接觸(續(xù))需要它?(續(xù))為什么沒有公

7、共節(jié)點(diǎn)相連的單元不能考慮相互作用，應(yīng)而在標(biāo)準(zhǔn)的有限元分析中可直接因此, 標(biāo)準(zhǔn)有限元不能滿足接觸問題的要求NAS122, Section 16, August 2010Copyright 2010 MSC.Software CorporationS16-9可能的接觸體可變形體物體是可變形的具有應(yīng)力和溫度分布剛體(本課程不加)物體是不可變形的，是剛性的沒有應(yīng)力分布固定的溫度值NAS122, Section 16, August 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS16-10變形接觸體每個(gè)變形體包括一個(gè)或多個(gè)有限單元變形接觸體不必與物理實(shí)體完全對(duì)

8、應(yīng)v變形接觸體如果考慮與環(huán)境的熱交換，則應(yīng)包括所有的單元節(jié)點(diǎn)和單元只能屬于一個(gè)變形接觸體，不能屬于多個(gè)變形接觸體把變形接觸體的邊界單元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為接觸段/片和接觸點(diǎn)程序在其2D：用邊界上的單元邊表示接觸段3D：用邊界上的單元面表示接觸片NAS122, Section 16, August 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS16-11接觸探測(cè)NAS122, Section 16, August 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS16-12可能的接觸狀態(tài)主動(dòng)接觸體相對(duì)好的網(wǎng)格相對(duì)柔性材料距

9、離容差1234被接觸體相對(duì)差的網(wǎng)格相對(duì)較硬的材料1)2)3)4)節(jié)點(diǎn)在單元外，在距離容差外節(jié)點(diǎn)在單元外，在距離容差內(nèi)節(jié)點(diǎn)在單元內(nèi)，在距離容差內(nèi)節(jié)點(diǎn)在單元內(nèi)，在距離容差外NAS122, Section 16, August 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS16-131)節(jié)點(diǎn)在單元外，在距離容差外未發(fā)生接觸節(jié)點(diǎn)保持當(dāng)前位置NAS122, Section 16, August 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS16-142)節(jié)點(diǎn)在單元外，在距離容差內(nèi)接觸節(jié)點(diǎn)投影到接觸片上內(nèi)力平衡如果接觸

10、力小于分離力，保持接觸NAS122, Section 16, August 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS16-153)節(jié)點(diǎn)在單元內(nèi)，在距離容差內(nèi)接觸節(jié)點(diǎn)受到接觸體的抵抗內(nèi)力平衡NAS122, Section 16, August 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS16-164)節(jié)點(diǎn)在單元內(nèi)，在距離容差外節(jié)點(diǎn)時(shí)間步長(zhǎng)縮減，重新迭代如果在分析初始發(fā)生，不會(huì)發(fā)生接觸NAS122, Section 16, August 2010 Copyright 2010 MSC.Software

11、CorporationS16-17距離容差接觸距離容差對(duì)計(jì)算花費(fèi)和求解的準(zhǔn)確度有影響接觸距離容差太?。航佑|探測(cè)，計(jì)算花費(fèi)高有節(jié)點(diǎn)需要考慮，導(dǎo)致增量步的細(xì)分，增加計(jì)算花費(fèi)接觸距離容差太大：過早考慮節(jié)點(diǎn)接觸，準(zhǔn)確性降低節(jié)點(diǎn)過多的表面NAS122, Section 16, August 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS16-18距離容差（續(xù)）接觸體的法向可用戶自定義默認(rèn)情況，距離容差為：實(shí)體單元是1/20的最小單元邊長(zhǎng)梁、殼單元是1/4的最小厚度LminyxNAS122, Section 16, August 2010 Copyright 2

12、010 MSC.Software CorporationS16-19偏斜系數(shù)默認(rèn)接觸距離容差是兩邊相等的通過偏斜系數(shù)B可以改變兩邊的容差：0 B 1（默認(rèn)為0）disttol (1-B)disttoldisttol (1+B)disttol由于判斷節(jié)點(diǎn)接觸距離減小，提高了準(zhǔn)確性由于允許節(jié)點(diǎn)的接觸距離增加，減小了增量步的進(jìn)一步細(xì)分B = 0.9對(duì)大部分接觸分析考慮摩擦的接觸分析，B為(0.95 - 0.99)NAS122, Section 16, August 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS16-20案例分析：粘接接觸導(dǎo)入如下兩個(gè)網(wǎng)格不

13、協(xié)調(diào)一致的用粘接接觸將他們關(guān)聯(lián)起來進(jìn)行正則模態(tài)分析NAS122, Section 16, August 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS16-21案例分析：粘接接觸abc導(dǎo)入文件:2part.bdfdNAS122, Section 16, August 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS16-22案例分析：粘接接觸abLeft component (psolid.1)Right component (p2.2)根據(jù)單元屬性創(chuàng)建2個(gè)組cNAS122, Section 16, Augu

14、st 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS16-23案例分析：粘接接觸ab顯示左側(cè)(psolid.1)cNAS122, Section 16, August 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS16-24案例分析：粘接接觸ad為創(chuàng)建柔性接觸體選擇整個(gè)組點(diǎn)擊Applye左側(cè)完畢的接觸體創(chuàng)建febcgNAS122, Section 16, August 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS16-25案例分析：粘接接觸ab顯示右側(cè) (p2.

15、2)cNAS122, Section 16, August 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS16-26案例分析：粘接接觸ad為第2個(gè)觸體選擇整個(gè)組點(diǎn)擊Apply創(chuàng)建柔性接e為右側(cè)完畢創(chuàng)建接觸體fbecNAS122, Section 16, August 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationgS16-27案例分析：粘接接觸a選擇正則模態(tài)分析類型dbceNAS122, Section 16, August 2010 Copyright 2010 MSC.Software Corporati

16、onS16-28案例分析：粘接接觸設(shè)置接觸bcaNAS122, Section 16, August 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS16-29案例分析：粘接接觸雙擊對(duì)角線，取消自接觸單擊其它非對(duì)角項(xiàng)，選擇粘接接觸(G)勾選Automaict作為接觸探測(cè)選項(xiàng)勾選Stres-sfree Initial Contact刪除偏斜系數(shù)Bias Factor刪除Friction StressLimit點(diǎn)擊OkijkmlnNAS122, Section 16, August 2010 Copyright 2010 MSC.Software Corp

17、orationS16-30案例分析：粘接接觸a把工作名稱改為 free-free點(diǎn)擊Apply提交分析將Action改為cAcs Results選擇xdb，點(diǎn)擊 ApplydbNAS122, Section 16, August 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationeS16-31案例分析：粘接接觸1st剛體模態(tài)NAS122, Section 16, August 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS16-32案例分析：粘接接觸1st柔性體模態(tài) (mode # 7)NAS122, Secti

18、on 16, August 2010 Copyright 2010 MSC.Software CorporationS16-33案例分析：粘接接觸用粘接接觸連接計(jì)算得到的特征值作為兩個(gè)R E A LRADIANSE I G E N V A L U E SCYCLESMODE NO.EXTRACTION ORDER12345678910EIGENVALUEGENERALIZED MASS1.000000E+001.000000E+001.000000E+001.000000E+001.000000E+001.000000E+001.000000E+001.000000E+001.000000E+

19、001.000000E+00GENERALIZED STIFFNESS-1.171884E-09-5.963443E-10-4.914682E-10 3.120704E-107.080416E-101.203603E-091.182300E+051.837844E+051.886899E+055.792752E+0512345678910-1.171884E-09-5.963443E-10-4.914682E-10 3.120704E-107.080416E-101.203603E-091.182300E+051.837844E+051.886899E+055.792752E+053.4232

20、79E-052.442016E-052.216908E-051.766551E-052.660905E-053.469297E-053.438459E+024.287008E+024.343845E+027.611013E+025.448318E-063.886589E-063.528319E-062.811554E-064.234962E-065.521558E-065.472477E+016.822984E+016.913444E+011.211330E+02作為單一計(jì)算得到的特征值R E A LRADIANSE I G E N V A L U E SCYCLESMODE NO.EXTRA

21、CTION ORDER12345678910EIGENVALUEGENERALIZED MASS1.000000E+001.000000E+001.000000E+001.000000E+001.000000E+001.000000E+001.000000E+001.000000E+001.000000E+001.000000E+00GENERALIZED STIFFNESS-1.551484E-09-1.001126E-09 6.592700E-109.093242E-101.077808E-094.967831E-091.196370E+051.860559E+051.907854E+05

22、5.849898E+0512345678910-1.551484E-09-1.001126E-09 6.592700E-109.093242E-101.077808E-094.967831E-091.196370E+051.860559E+051.907854E+055.849898E+053.938888E-053.164058E-052.567625E-053.015500E-053.282999E-057.048284E-053.458858E+024.313420E+024.367899E+027.648463E+026.268936E-065.035754E-064.086502E-

23、064.799318E-065.225055E-061.121769E-055.504943E+016.865021E+016.951727E+011.217291E+02不同的建模方式得到的特征值之間僅有細(xì)微的差別NAS122, Section 16, August 2010Copyright 2010 MSC.Software CorporationS16-34案例分析：粘接接觸MD Nastran輸入卡片文件SOL 103CENDBCONTACT = 0SUBCASE 1TITLE=This is a default subcase.METHOD = 1BCONTACT = 1VECTOR(SORT1,REAL)=ALLDirect Text Input for thibcaseGIN BULKIGRL10SLAVETABLE10.0210.10.0.1MAS