CommencezAppariement de contact collé dans l’établi Mécanique Ansys
La plate-forme d’établi mécanique Ansys a de nombreux paramètres de contact entre les faces du corps de surface (coque). Cet article examine une configuration à utiliser avec l’appariement de contact collé à travers un espace entre les plans intermédiaires du corps de surface dans une grande analyse non linéaire de déviation.
Création d’une paire de contact collée entre les faces du corps de surface
Si les corps de surface sont créés sur le plan médian des solides minces qu’ils se rapprochent, les corps de surface qui se trouvent les uns sur les autres auront un espace entre les plans médians. La taille de l’écart sera souvent supérieure à la tolérance utilisée dans la création automatique de paires de contacts lorsque la géométrie est importée dans Workbench Mechanical. Soit la tolérance employée dans la création de paires de contact devra être modifiée. En outre, les paires de contact régénérées ou les paires de contact manuelles devront être créées entre des corps de surface qui se chevauchent.
La figure ci-dessus montre une paire de corps de surface et le maillage qui se produit lorsqu’ils ont été engrenés avec des éléments de coque. Les épaisseurs de coque saisies pour les corps de surface dans le modèle ferment l’espace entre les corps de surface de sorte qu’ils touchent une paire de faces. Dans cet exemple, il y a un écart de 4 mm entre les corps de surface.
Définition d’une fenêtre d’affichage épaissie des éléments de coque dans la mécanique Ansys
Ces corps de surface sont destinés à se trouver sur les plans médians des éléments de la coque. Ainsi, dans l’exemple, les deux corps de surface ont été réglés à une épaisseur de 4 mm, comme l’illustre la figure ci-dessous à droite. L’image supérieure de la figure ci-dessus montre une vue épaissie des éléments de la coque, de sorte que la fermeture de l’espace est illustrée.
Comme on peut le voir dans la première figure ci-dessus, le « Top » de chacun de ces corps de surface se trouve à faire face dans la direction de –Y. C’est-à-dire dans le système de coordonnées global. Par conséquent, les surfaces Contact et Target ne se font pas face. Pour que la paire de contacts fonctionne, les paramètres de détails pour Contact Shell Face et pour Target Shell Face pour la paire de contacts peuvent être laissés comme « Contrôle de programme ».
Ou, alternativement, défini par l’utilisateur sur les choix de Haut et Bas. De cette façon, la face de contact rouge et la face bleue de la cible se regarderont l’une vers l’autre. Cela est nécessaire pour obtenir les éléments cibles et de contact résultants dans Ansys à attacher les uns aux autres sans pénétration implicite et échec de la solution.
En continuant avec la définition détails de la paire de contacts, le contact sera réglé sur Bonded. Cela permet à la fois un contact symétrique avec des formulations basées sur des pénalités et un contact asymétrique avec toutes les formulations. Dans le présent exemple, un comportement symétrique est sélectionné.
Lagrangien augmenté et fixation de pénalité en mécanique Ansys
Dans la figure ci-dessous, la formulation a été définie sur « Lagrangien augmenté », bien qu’un paramètre de pénalité ait également été satisfaisant dans les tests. La méthode de détection a été définie sur « Normale projetée nodale à partir du contact ». On a constaté que cela produisait des diagrammes de déviation et de contrainte qui étaient préférables à ceux résultant de contextes alternatifs.
La figure ci-dessous montre les choix de méthode de détection dans une liste déroulante. Les utilisateurs voudront peut-être expérimenter les conséquences de ces différents choix. Le choix projeté est un ajout relativement nouveau à Ansys.
Création d’une déviation en Y avec des normales projetées nodales | Établi Ansys
La figure ci-dessous montre la contrainte équivalente et la déviation Y avec la méthode de détection Nodal-projeté normal de contact.
Comparez cela avec la figure ci-dessous, la conséquence avec « Programme déterminé ». Le diagramme de déflexion a une amplitude similaire, mais la contrainte ne montre pas la figure au-dessus du résultat. Où, en revanche, les contraintes de la région « épaisse » sont plus élevées au niveau des couches extérieures et plus petites à l’interface collée. En effet, cela agit comme le milieu du plan d’une coque de 8 mm d’épaisseur.
Pour cette raison, la « normale projetée nodale à partir du contact » de la figure 7 sera préférée.
D’autres paramètres de détail dans la section Avancé de la figure 5 ont été laissés comme Programme déterminé dans cet exemple. Cependant, les utilisateurs peuvent préférer augmenter le facteur de rigidité normale et définir manuellement une région de flipper.
Chargement sur le modèle
Le bord à une extrémité de la paire de corps de surface a été fixé, et une force a été appliquée à l’autre extrémité.
La force a des composantes dans les directions global X et Y:
Les paramètres d’analyse de cet exemple ont été définis pour effectuer une analyse de déplacement important. Les contrôles de sortie non par défaut ont été définis sur les coordonnées de sortie, ce qui a rendu possible la mesure de la force transmise à travers la paire de contacts dans le modèle. Les sondes de résultats de la force ne sont pas satisfaites tant que Contact Divers n’est pas défini sur « Oui ».
Comme c’est souvent le cas dans l’analyse par éléments finis (FEA), si les utilisateurs ne sont pas sûrs si une analyse de grand déplacement est justifiée, un modèle peut être exécuté. Avec le grand déplacement activé (ou si le grand déplacement n’était pas nécessaire), la convergence n’ajoute généralement qu’une seule itération supplémentaire.
Résultats de l’exemple de modèle
De nombreux objets de post-traitement ont été ajoutés au modèle de test, afin d’observer les conséquences des options de paires de contacts. Cela inclut les déviations, les contraintes, les réactions de force à travers le contact et les sorties de l’outil de contact.
Dans la figure ci-dessus, deux des trois objets de réaction de force ont été supprimés : « Le choix du contact (élément sous-jacent) a produit des nombres proches de zéro. De plus, contact (élément de contact) a reçu des commentaires insatisfaits dans la plupart des cas. Le choix « Cible (élément sous-jacent) » a produit un résultat de force correspondant aux forces d’entrée de bord appliquées.
Les résultats de l’outil de contact ont été demandés du côté « Contact » seulement. Bien qu’un contact collé symétrique ait été demandé, un résultat n’est tracé que sur le bas du corps. Étant donné que le haut du bas du corps fait face à la direction –Y, les résultats sont tracés sur la face latérale -Y de la vue épaississante de la surface inférieure du corps. La figure ci-dessous montre l’état, la contrainte de frottement, la pression et la distance de glissement. Les valeurs de pression et de distance de glissement sont non nulles en raison des valeurs de rigidité de pénalité finies dans les éléments de contact.
Vue d’ensemble | Contact lié entre les faces de la coquille
Après une étude des paramètres d’une paire de contact, c’est-à-dire entre les faces de deux corps de surface, en observant le stress, la déviation, le contact. Et par conséquent, la réaction de force résultant en un modèle de grand déplacement. Il a été constaté que des résultats satisfaisants ont été observés lorsqu’une paire de contact face à face entre les corps de surface a été réglée sur Bonded, Symmetric.
En outre, une méthode de détection de la « normale projetée nodale à partir du contact » a également été réalisée grâce à ces séquences de calcul. La force à travers la paire de contact pourrait être mesurée avec une sonde de réaction de force pour la paire de contact. Avec l’extraction, il suffit de définir sur « Cible (élément sous-jacent) ».
Réglage de l’effet d’épaisseur de coque dans Établi Ansys
Le réglage de la figure ci-dessus pour l’effet d’épaisseur de la coque n’a pas eu d’effet substantiel sur les résultats. Pourtant, a été réglé sur « Oui » pour capturer le décalage de la surface de contact par rapport au milieu de l’avion, ce qui pourrait avoir un effet plus fort avec des coques plus épaisses.
L’entrée Comportement dans la section Définition aurait pu être « Asymétrique » ou « Contrôlé par le programme », mais a été définie sur « Symétrique ». En effet, la taille finie des éléments de contact et cibles laisserait moins de déconnexion aux extrémités de la zone de contact. Et en fin de compte, ferait mieux face à la taille des éléments variantes sur les faces de contact et de cible.
Les utilisateurs peuvent essayer des paramètres facultatifs pour de nombreux détails dans les paramètres de la paire de contacts, y compris l’attribution du corps de contact et du corps cible. En outre, l’affectation manuelle de la taille de la face du shell de contact, de la face de la coque cible et de la zone de flipper. Dans le présent exemple, des résultats adéquats ont été obtenus avec de nombreux paramètres contrôlés par le programme.
Resserrement des paramètres de contrôles non linéaires pour la convergence de force dans la mécanique Ansys
La convergence n’est pas devenue un problème avec ces paramètres pour le présent exemple de grand déplacement. Les paramètres d’analyse avaient resserré les paramètres de contrôles non linéaires pour la convergence de force et pour la convergence de déplacement dans cet exemple. Cependant, ceux-ci sont généralement à la discrétion de l’utilisateur.
Les utilisateurs doivent garder à l’esprit que les complications des contacts avec les corps de surface et leurs éléments de coque sont évités. En particulier, avec la méthode Thin Surface, un maillage solide avec des éléments SOLSH190 de corps solides. Pour en savoir plus sur les meilleures pratiques d’ingénierie d’exploitation.
