Контактные задачи в Ansys

[Zai]

Красиво необыкновенно, как я понял методических проблем для исследования данной задачи у Вас нет, с чем я Вас и поздравляю. В предыдущем сообщениии я уже отмечал что в старых версиях ansys были проблемы с силами трения, что впрочем есть и в новых версиях насколько я понял. Вам необходимо разобраться с прилипанием. Оно присутствует в алгоритмах Abaqus, это я тоже Вам сообщал.

[Цветочек]

Как вы считаете, получившаяся картинка соответствует реальности?

[Zai]

Реальности она может соответствовать, да только какой. В механике шин существует проблема аквапланирования. Автомобиль вехав в тонкий слой воды во время дождя теряет возможность тормозить, что не очень страшно, более опасно, что на поворот колеса он также перестает реарировать. По всей видимости Ваше скольжение очень похоже на этот процесс. Необходимо доказать, что существует такой режим деформирования. Как это сделать я слабо представляю, по всей видимости момент от сил пятна контакта в горизонтальном направлении по какой то причине стал равен моменту в Вашей втулке. Достоверность Вашего расчета пока не подтверждается и выбором автоматического шага интегрирования по времени. Шаг должен быть настолько мелким, насколько хватает дискового пространства на Вашем компьютере. Задание большого горизонтального смещения на втором шаге не свидетельствует о Ваших глубоких знаниях теории упругости: для изучения процессов страгивания необходимо смещение соизмеримое с достижением упругих сдвиговых напряжений с напряжениями скольжения. Напряжения скольжения очень малы и смещение должно быть на два три порядка меньше Вами представленного.

[Цветочек]

Я это осознала и включила параметр Cohe, прилипание, так вот теперь он едет. А те параметры я честно говоря задавала как тестовые - с потолка, я грешным делом даже не осознала что будет страгивание. У меня же соотношенин static/dynamic=1, вот я и не волновалась.
Подскажите пожалуйста - если целевая поверхность у меня будет цилиндрической формы, я буду моделировать ее окружностью - можно ли будет заставить ее также вращаться и вращать цилиндр из резины? - например задать угловую скорость пилотному узлу!

[Zai]

Прижмите Ваш резиновый цилиндр к жесткому цилиндру на первом шаге. Далее на втором шаге master-узел жесткого цилиндра поверните на необходимый угол. Упругий резиновый цилиндр должен повернуться на угол соответствующий передаточному соотношению.

[Цветочек]

я кажется сделала все как вы предлагали, не могли бы вы подсказать какое-нибудь соображение, чтобы усилить сходимость решения задачи.

/clear
/prep7
*SET,R,0.15
*SET,ar,0.148
smrt,off
ET,1,PLANE182, , ,2
KEYOPT,1,6,1
ET,2,CONTA175
keyopt,2,5,4
R,2,ar , ,-2000
ET,3,TARGE169
MP,EX,1,2.82
MP,NUXY,1,0.49967
mp,mu,2,0.5
C10 = 0.293
C01 = 0.177
NU1 = 0.49967
DD = 2*(1-2*NU1)/(C10+C01)
TB,HYPER,1,1,2,MOONEY
TBDATA,1,C10,C01,DD
CSYS,1
k,1
circle,1,R
CIRCLE,1,0.87*R
L,5,9
l,3,7
l,4,8
l,6,2
al,2,10,6,11
al,1,12,5,10
al,3,9,7,11
al,4,9,8,12
lesize,3,,,45
lesize,4,,,45
lesize,1,,,15
lesize,2,,,15
type,1
ESIZE,,23
AMESH,ALL
tshape,circ
real,2
type,3
mat,2
local,11,1,0,-R-ar,0
n,10001,0,0
E,10001
tshape,pilo
e,10001
alls
nsel,s,,,10001
*GET,D_pin,NODE,,NUM,MAX
csys,0
LSEL,S,LINE,,1,4
nsll,s,1
mat,2
TYPE,2
REAL,2
esurf
ALLSEL,ALL
FINISH

/SOLU
antype,4
D,D_pin,all,0
NROPT,UNSYM
nlgeom,1
lsel,s,line,,5,8
DL,ALL,,UX,0
DL,ALL,,UY,-0.003
allsel
ANTYPE,STATIC
CNVTOL,F,,,,-1
NLGEOM,ON
NSUBST,60
OUTRES,,1
lswrite,1
D,10001,rotz,3
lswrite,2
lssolve,1,2,1
/post1
set,1
PLNS,s,eqv
ANTIME,10,0.5, ,1,1,1,2

[Zai]

Вы пристройте следующие операторы по смыслу
/SOLU
D,D_pin,all,0
NROPT,UNSYM
nlgeom,1
lsel,s,line,,5,8
DL,ALL,,UX,0
DL,ALL,,UY,-0.003
deltim,0.01,0.01,0.01
allsel
time,1
solve
D,10001,rotz,0.1
deltim,0.001,0.001,0.001
time,2
solve
Нельзя сказать что Вы изучали вычислительные методы, необходимо понимать, что малый шаг по нагрузке обеспечивает устойчивость счета в нелинейных контактных задачах. Вы задали угол поворота 3, не помню, но ансис это понял в радианах, проверьте это пожалуйста. Страгивания на малых углах я не обнаружил, по всей видимости начальный угол поворота еще нужно уменьшать.

[Цветочек]

Уменьшила смещение до нескольких градусов - 0.03 радиана, добавила ваши исправления!
Мне кажется что и при малых углах страгивание не реализуется, тут мне одна мысль пришла на ум, если допустим будет качение или даже скольжение, то учтя что рассматривается несжимаемый материал, в том месте где твердый цилиндр наезжает на мягкий, у последнего должна быть так сказать горка, поскольку материал не будет сжиматься, но почему-то это не заметно? на толстых шинах это должно быть заметно сильнее чем на тонких:

/clear
/prep7
*SET,R,0.15
*SET,ar,0.148
smrt,off
ET,1,PLANE182, , ,2
KEYOPT,1,6,1
ET,2,CONTA175
keyopt,2,5,4
R,2,ar , ,-2000
ET,3,TARGE169
MP,EX,1,2.82
MP,NUXY,1,0.49967
mp,mu,2,0.5
C10 = 0.293
C01 = 0.177
NU1 = 0.49967
DD = 2*(1-2*NU1)/(C10+C01)
TB,HYPER,1,1,2,MOONEY
TBDATA,1,C10,C01,DD
CSYS,1
k,1
circle,1,R
CIRCLE,1,0.7*R
L,5,9
l,3,7
l,4,8
l,6,2
al,2,10,6,11
al,1,12,5,10
al,3,9,7,11
al,4,9,8,12
lesize,3,,,45
lesize,4,,,45
lesize,1,,,15
lesize,2,,,15
type,1
ESIZE,,23
AMESH,ALL
tshape,circ
real,2
type,3
mat,2
local,11,1,0,-R-ar,0
n,10001,0,0
E,10001
tshape,pilo
e,10001
alls
nsel,s,,,10001
*GET,D_pin,NODE,,NUM,MAX
csys,0
LSEL,S,LINE,,1,4
nsll,s,1
mat,2
TYPE,2
REAL,2
esurf
ALLSEL,ALL
FINISH

/SOLU
D,D_pin,all,0
NROPT,UNSYM
nlgeom,on
lsel,s,line,,5,8
DL,ALL,,UX,0
DL,ALL,,UY,-0.0003
deltim,0.01,0.01,0.01
allsel
time,1
solve
D,10001,rotz,0.03 ! величина дается в радианах
deltim,0.001,0.001,0.001
time,2
solve
finish
/post1
/DIST,1, 0.1
set,1
PLNS,s,eqv
ANTIME,10,0.5, ,1,1,1,2

[Zai]

Про страгивание я сообщал общеизвестные сведения, чтобы его изучать необходима геометрия шины, большое расстояние между поверхностью оси и жесткой поверхностью. У Вас то какая проблема - почему Вы начали моделировать - цлиндр ваш обрезиненный смахивает на валик технологического устройства. Прокрутите его 3-4 оборота, убедитесь что решение становится стационарным. Сетку наконец сделайте регулярную. По толщине не меньше 10 элементов. Картинки также нужно переводить в формат gif типа "123 AVI to GIF" и помещайте на нашем форуме. Выпучивание будет наблюдаться если Вы будите прикладывать к втулке жесткого цилиндра момент торможения или момент разгона в терминологии автомобилестроения. Но если с прилипанием Вы не разберетесь, то его Вы можите не получить. Наконец, Ваш термин несжимаемые материалы очень техничен. Если у тела есть свободная ненагруженная поверхность, то да - обьем будет постоянен. Если же будет стесненное сжатие - например Вы прессуете в цилиндре под поршнем, то обьем резины будет уменьшаться.

[Цветочек]

Я глубоко вам благодарна за те сведения, которые вы мне дали!
Скажите пожалуйста, а как мне его прокрутить? просто задать угол поворота - например 10 радиан? Я с вами согласна; у меня не стесненное сжатие. Я имела в виду несжимаемые материалы в том смысле, что третий инвариант равен единице. Я не знаю как прикладывать момент разгона к втулке, в этом тоже проблема.
Прилипание - параметр Cohe -величина танг. напряжения, это когда даже при отсутствии нормального давления имеются тангенциальные напряжения, препятствующие скольжению

[Zai]

Если Вы все задали верно, крутите хоть на 500 радиан, оставляя подобраный шаг по времени -увеличиваете угол, задавайте время болше пропорционально. Момент задавайте любой - расчеты покажут, если момент велик, то начнется скольжение. Втулку прорезиненного цилиндра насколько я понял Вы должны тоже посадить на контакт с натягом на такой же tshape,circ, как и жесткого нижнего барабана, только со своими парамерами, так чтобы он не проворачивался, к master точки его и прикладывайте момент.

[Цветочек]

Скажите пожалуйста!, таким образом когда мы проворачиваем нижний цилиндр - мы получается скользим по верхнему. А ндс верхнего цилиндра будет ли адекватно качению?
А то у меня получилось с контактной парой внутри ролика как-то странно - как будто нет передачи момента.
clear
/prep7
*SET,R,0.15
*SET,ar,0.148
smrt,off
ET,1,PLANE182, , ,2
KEYOPT,1,6,1
ET,2,CONTA175
keyopt,2,5,4
R,3,ar , ,-2000
Rmore,,,,,,,
Rmore,0,,,,,,
R,2,0.9*R,,,,,,
Rmore,.,,,,,10,
ET,3,TARGE169
MP,EX,1,2.82
MP,NUXY,1,0.49967
mp,mu,2,0.8 ! коэффициент трения близкий к трению приклеенной резины;
mp,mu,3,0.1 ! трение резины
C10 = 0.293
C01 = 0.177
NU1 = 0.49967
DD = 2*(1-2*NU1)/(C10+C01)
TB,HYPER,1,1,2,MOONEY
TBDATA,1,C10,C01,DD
CSYS,1
k,1
circle,1,R
CIRCLE,1,0.9*R
L,5,9
l,3,7
l,4,8
l,6,2
al,2,10,6,11
al,1,12,5,10
al,3,9,7,11
al,4,9,8,12
lesize,3,,,50
lesize,4,,,50
lesize,1,,,50
lesize,2,,,50
lsel,s,line,,9,12
lesize,all,,,17
type,1
ESIZE,,55
AMESH,ALL
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!твердый цилинр по рубашке
tshape,circ
real,2
type,3
mat,2
local,11,1,0,0,0
n,10002,0,0
E,10002
tshape,pilo
e,10002
alls
nsel,s,,,10002
*GET,M_pin,NODE,,NUM,MAX
csys,0
LSEL,S,LINE,,5,8 ! внешние линии цилиндра
nsll,s,1
TYPE,2
esurf
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
! твердый цилиндр сплошного
tshape,circ
real,3
type,3
mat,3
local,11,1,0,-R-ar,0
n,10001,0,0
E,10001
tshape,pilo
e,10001
alls
nsel,s,,,10001
*GET,D_pin,NODE,,NUM,MAX
csys,0
LSEL,S,LINE,,1,4 ! внешние линии цилиндра
nsll,s,1
TYPE,2
esurf
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
ALLSEL,ALL
FINISH
/SOLU
D,D_pin,all,0
NROPT,UNSYM
nlgeom,on
D,M_pin,ux,0
D,M_pin,uy,-0.0010
deltim,0.01,0.01,0.01
allsel
time,1
solve
Fn,10002,mz,-1200
D,10001,rotz,0.1 ! величина дается в радианах
deltim,0.001,0.001,0.001
time,2
solve
finish
/post1
/DIST,1, 0.1
set,1
PLNS,s,eqv
ANTIME,20,0.5, ,1,1,1,2

[Zai]

Оба контакта сидят на real,3. Это грубая ошибка - разделите и все получится.
У Вас резина жестко сцеплена с втулкой. В свойствах контакта установите одну из опций жесткого сцепления. Для каждой пары контактов создавайте новые номера
для нижнего цилиндра
ET,2,CONTA175
ET,3,TARGE169
real,3
...
для верхнего цилиндра
ET,4,CONTA175
ET,5,TARGE169
real,5
...
то же самое и с реальными константами. Видов контактов очень много - подберите Вам необходимое.

[Цветочек]

Уважаемые друзья!
Не могу понять почему у меня открыты контактные пары и почему такая маленькая деформация - подсказали по поводу разных видов контакта -я применила bonded но в моем случае - решение одно и тоже c разными видами контакта. Задача конечно не сложная - но скрипт кажется верен-результат нет?
Я прикладываю такое перемещение, что деформации и напряжения должны быть большими - а они во первых ужасно малы, в во вторых деформаций практические вообще не видно, просто нет!
/prep7
*SET,R,1
*SET,ar,0.98
*SET,delt,0.004
smrt,off
ET,1,PLANE182, , ,2 ! 2-D PLANE-STRAIN 4-NODE STRUCTURAL R,1,,,,,,
KEYOPT,1,6,1 !mixed formulation - p-u
ET,2,CONTA175 ! 2-D 1-NODE NODE-TO-SURFACE CONTACT ELEMENT
ET,3,TARGE169 ! 2-D TARGET ELEMENT
keyopt,2,5,4
MP,EX,1,2.82 ! YOUNG'S MODULUS [MPA]
MP,NUXY,1,0.49967 ! POISSON'S RATIO
mp,mu,2,0.5
C10 = 0.293
C01 = 0.177
NU1 = 0.49967
DD = 2*(1-2*NU1)/(C10+C01)
TB,HYPER,1,1,2,MOONEY
TBDATA,1,C10,C01,DD
CSYS,1
k,1,0,0
K,2,R,-80
K,3,R,90
K,4,R,180
K,5,R,260
K,6,ar,-80
K,7,ar,90
K,8,ar,180
K,9,ar,260
k,10,R+ar,270
L,2,5
L,6,9
L,2,6
L,5,9
LESIZE,3,,,7
LESIZE,4,,,7
AL,1,3,2,4
mat,1
type,1
real,1
ESIZE,,175
AMESH,all
type,1
local,11,1,0,-R-ar-delt,0
n,10003,ar,80! узел для твердой поверхности
k,10003,ar,80
n,10002,ar,100! узел твердой поверхности
k,10002,ar,100
n,10001,0,0,0! пилотный узел
k,10001,0,0,0
k,20000,ar+delt,80
k,20001,ar,80
k,20002,ar+delt,100
k,20003,ar,100
L,20000,20002 ! 5 линия
L,20001,20003 ! 6 линия
L,20000,20001! 7 линия
L,20002,20003! 8 линия
AL,5,6,7,8
real,1
ESIZE,,225
AMESH,2
R,2,ar , , -2000 ! SET SURFACE STIFFNESS сукно
real,2
type,3
tshap,arc
alls
E,10002,10003,10001
NSEL,S,NODE,,10001,10003
ESLN,s,0
ESURF,,REVERSE
alls
type,2
lsel,s,line,,6
nsll,s,1
esurf
alls
ET,4,CONTA175
ET,5,TARGE169
keyopt,4,5,4
R,3,ar+delt,,-2000
real,3
type,5
lsel,s,line,,1
nsll,s,1
esurf
alls
type,4
lsel,s,line,,5
nsll,s,1
esurf
alls
finish
/solu
alls
antype,static
nlgeom,on
deltime,0.01,0.01,0.01
lsel,s,line,,2
nsll,s,1
D,all,all,0
alls
D,10001,UY,0.0015
D,10001,ux,0
alls
lsel,s,line,,6
nsll,s,1
D,all,ux,0
alls
solve

[Zai]

У Вас настолько сложная новая схема, что я не все сразу могу понять. В контактных задачах таких какие встречаются в трансмиссии вертолета или валоповоротного механизма ротора паровой турбины задаются около двух десятков таких контактных пар, какая у Вас одна. Основное правило при этом, реальная константа target и conta должна быть одна для каждого контакта. Больше она не может быть использована в другом контакте. У Вас насколько я понял сейчас три контакта (три пары target и conta. Обозначте их в Вашем макросе. Правило написания макросов для задания материалов, типов элементов и реальных констант. Только перед "esurf" или "e". Если у Вас группа элементов из другой противоположной пары контактов, не пользуйтесь предыдущими номерами ET,MP и R, задавайте всегда новые номера. Ansys переносит несколько тысяч заданий типов элементов материалов и реальных констант. Только для контакта номер R должен совпадать при генерации master элемента и последующей генерации esurf. В целом по моему мнению Вы уже существенно продвинулись в направлении к окончательному решению Вашей конкретной задачи.