Контактные задачи в Ansys

[Цветочек]

Уважаемые друзья!
Уже говорилось, что учет трения в Ansys представляет собой определенную сложность и что разные опции контакта существенно меняют поведение контактирующих поверхностей. Вопрос, который хочу задать связан с трением. Уже публиковала исходный код своих опытов, но он был неформатирован и не верен. Теперь вроде как все отладила и осталось только решить вопрос с поворотом и трением. Всегда появляется ошибка - negative jacobian 2d, Я понимаю что это значит: что-то неверно в постановке задачи. Привожу скрипт с описанием. Очень буду счастлива если поможите!

/prep7
*SET,R,1
*SET,ar,0.98
*SET,delt,0.004
smrt,off
ET,1,PLANE182, , ,2
R,1,,,,,,
KEYOPT,1,6,1 !mixed formulation - p-u
keyopt,1,3,2 ! плоская деформация
MP,EX,1,2.82 ! YOUNG'S MODULUS [MPA]
MP,NUXY,1,0.49967 ! POISSON'S RATIO
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
! Задание геометрии
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
! Разбиение на элементы тела 1
LESIZE,3,,,7
LESIZE,4,,,7
AL,1,3,2,4
mat,1
type,1
real,1
ESIZE,,125
AMESH,all
! Сдвигаем начало координат на -R-ar-delt по y
local,11,1,0,-R-ar-delt,0
! Геометрия второго тела
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
et,6,82
KEYOPT,6,6,0 ! pure displacement
keyopt,6,3,2 ! плоская деформация
R,6,,,,,,,,
MP,EX,6,1.54 ! YOUNG'S MODULUS [MPA]
MP,NUXY,6,0.2
TB,MELAS,6,1,4
TBTEMP,0
TBPT,defi,0.1,0.154 ! логарифмические деформации и истинные напряжения!
tbpt,defi,0.3,0.3*1.54
tbpt,defi,0.7,0.7*1.54
tbpt,defi,0.95,0.95*1.54
real,6
mat,6
type,6
ESIZE,,165
AMESH,2
! Контактная пара 1
ET,2,CONTA172 ! можно делать conta171
ET,3,TARGE169 ! 2-D TARGET ELEMENT
keyopt,2,12,5
R,2,ar , , -2000
! Геометрия твердой поверхности = target
n,30003,ar,80! узел для твердой поверхности
k,30003,ar,80
n,30002,ar,100! узел твердой поверхности
k,30002,ar,100
n,30001,0,0,0! пилотный узел
k,30001,0,0,0
! Создание цели
alls
real,2
type,3
tshap,arc
E,30002,30003,30001
tshape,pilo
E,30002,30003,30001
NSEL,S,NODE,,30001,30003
ESLN,s,0
ESURF,,REVERSE
! Создание активной контактной поверхности
alls
type,2
real,2
lsel,s,line,,6
nsll,s,1
esurf
! Контактная пара 2
alls
ET,4,CONTA172
ET,5,TARGE169
keyopt,4,5,4 ! редукция проникновения и зазора
R,3,ar+delt,,-200000
TB,FRIC,5,,,ISO
TBDATA,1,0.2
mat,5
! Создание цели
real,3
type,5
lsel,s,line,,1
nsll,s,1
esurf
! Создание активной контактной поверхности
alls
type,4
lsel,s,line,,5
nsll,s,1
esurf
! конец подготовки
alls
finish

! Блок решения
/solu
NROPT,UNSYM
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,30002,UY,0.0033
D,30002,ux,0
time,1
alls
lsel,s,line,,6
nsll,s,1
D,all,ux,0
alls
solve
time,2
lsel,s,line,,6
nsll,s,1
DDele,all,all
alls
D,30002,rotz,0.03
D,30002,UY,0
D,30002,ux,0
solve
/post1
/DIST,1, 0.1
set,1
PLNS,s,eqv
ANTIME,20,0.5, ,1,1,1,2

[Zai]

Попробуйте позапускать следующий макрос. Нижний цилиндр поворачивается на 1 радиан, верхний чуть больше.
/prep7
ex,1,1
nuxy,1,0.3
et,1,82
r=0.1
dr=0.02
k,1
k,2,r
k,3,r+dr
k,4,0,r
k,5,0,r+dr
k,6,-r
k,7,-r-dr
k,8,0,-r
k,9,0,-r-dr
LARC,2,4,1,r, !1
LARC,4,6,1,r,
LARC,6,8,1,r,
LARC,8,2,1,r,
LARC,3,5,1,r+dr, !5
LARC,5,7,1,r+dr,
LARC,7,9,1,r+dr,
LARC,9,3,1,r+dr,
lstr,2,3 !9
lstr,4,5
lstr,6,7
lstr,8,9
al,1,10,5,9
LESIZE,9,,,3,,,,,0
LESIZE,10,,,3,,,,,0
LESIZE,11,,,3,,,,,0
LESIZE,12,,,3,,,,,0
al,2,11,6,10
al,3,12,7,11
al,4,9,8,12
type,1
real,1
mat,1
MSHAPE,0,2D
MSHKEY,1
elsize,0.01
AMAP,1,2,3,5,4
AMAP,2,5,4,7,6
AMAP,3,7,6,9,8
AMAP,4,9,8,3,2

ex,2,1
nuxy,2,0.3
et,2,82
r1=0.3
dr1=0.02
dy=-r-dr-r1-dr1
k,11,0,dy
k,12,r1,dy
k,13,r1+dr1,dy
k,14,0,r1+dy
k,15,0,r1+dr1+dy
k,16,-r1,dy
k,17,-r1-dr1,dy
k,18,0,-r1+dy
k,19,0,-r1-dr1+dy
LARC,12,14,11,r1, !13
LARC,14,16,11,r1,
LARC,16,18,11,r1,
LARC,18,12,11,r1,
LARC,13,15,11,r1+dr1, !17
LARC,15,17,11,r1+dr1,
LARC,17,19,11,r1+dr1,
LARC,19,13,11,r1+dr1,
lstr,12,13 !21
lstr,14,15
lstr,16,17
lstr,18,19
LESIZE,21,,,3,,,,,0
LESIZE,22,,,3,,,,,0
LESIZE,23,,,3,,,,,0
LESIZE,24,,,3,,,,,0

num=12
al,num+1,num+10,num+5,num+9
al,num+2,num+11,num+6,num+10
al,num+3,num+12,num+7,num+11
al,num+4,num+9,num+8,num+12
type,2
real,2
mat,2
MSHAPE,0,2D
MSHKEY,1
elsize,0.01
AMAP,5,12,13,15,14
AMAP,6,15,14,17,16
AMAP,7,17,16,19,18
AMAP,8,19,18,13,12
mat,3
ET,3,TARGE169
KEYOPT,3,2,1
type,3
R,3,r,0,
real,3
tshap,circ
n,100000,
en,100000,100000
TSHAP,PILO
En,100001,100000
et,4,CONTA172
KEYOPT,4,12,5
type,4
real,3
lsel,s,,,1,4
nsll,s,1
esurf
allsel,all
mat,5
ET,5,TARGE169
KEYOPT,5,2,1
type,5
R,5,r1,0,
real,5
tshap,circ
n,100010,0,dy
en,100010,100010
TSHAP,PILO
En,100011,100010
et,6,CONTA172
KEYOPT,6,12,5
type,6
real,5
lsel,s,,,num+1,num+4
nsll,s,1
esurf
allsel,all

MU,7,0.8
mat,7
ET,7,TARGE169
type,7
real,7
r,7
RMODIF,7,13,0.0002
lsel,s,,,5,8
nsll,s,1
esurf
et,8,CONTA172
KEYOPT,8,4,2
KEYOPT,8,10,5
KEYOPT,8,2,3

type,8
real,7
lsel,s,,,num+5,num+8
nsll,s,1
esurf
allsel,all
/solu
CNVTOL,U,1,0.0001,2,
deltim,0.1,0.1,0.1
time,1
nlgeom,on
d,100000,ux
d,100000,uy,-0.1*dr
d,100000,rotz,0
d,100010,ux
d,100010,uy,0.0
d,100010,rotz,0
solve
deltim,0.005,0.005,0.005
time,2
d,100010,rotz,-1.0
DDELE,100000,ROTZ
outres,all,all
solve

[Цветочек]

Уважаемые друзья!
Спасибо за помощь, которую вы оказываете. Я поработала с предложенным скриптом, и обнаружила, конечно, что работает он очень быстро.
Когда я недавно писала о том, что в скрипте, опубликованном мной на форуме,возникает ошибка negative jacobian как раз в начале проворота, думала что это связано с моим стилем написания и образом мыслей. Я использовала следующие значения диаметров и толщин r=0.3, dr=0.02 верхний и r1=0.3, dr1=0.02 нижний цилиндры в предложенном скрипте. Также как и ранее возникает negative jacobian - опять же в начале проворота. С чем это связано пока не знаю. Появляется сообщение о непозволительно больших деформациях элемента и далее - ошибка negative jacobian. Буду признательна за советы и помощь. Спасибо большое!

[jack1987]

!

[Цветочек]

Здраствуйте, уважаемые господа, а особенно Zai!
если вы до сих пор посещаете форум не могли бы вы пояснить как должны распределяться скорости частиц катящегося колеса. Я получила некоторые результаты в Marc, но хотела бы понимать - почему так а не иначе - могу прислать картинку - http://files.mail.ru/H2YITE?t=1
Колесо сплошное резиновое несжимаемый материал - угловая скорость колеса 53.407 c^-1, твердый вал имеет скорость 34 с^-1, диаметры 1 метр, толщина резины 20 мм, внедрение 6 мм.
Не могу сообразить что должно быть со скоростью в зоне контакта.

[Zai]

Вас уже как год не было на форуме. Marc дстаточно редкая в использовании программа и была разработана для исследований столкновения космических спутников с препятствиями. Ваше вложенное в сообщение изображение как и всегда поражает своей физичностью. Если что-то движется с скоростью 24 метра в секунду, и уменьшается в толщине приблизительно в два раза, то скорость должна возрастать тоже приблизительно в два раза, что видно по Вашей максимальной скорости на изображении. Резина имеет достаточно низкую скорость звука и сказать что качение происходит на очень низких числах Маха нельзя. Несимметрия изообластей модуля скорости относительно вертикальной плоскости симметрии свидетельствует о значимом сопротивлении качению.

[Цветочек]

Дак надоела ж я вам годик назад! Очень рада видеть вас на форуме, всё это время я работаю над контактными задачами между двух валов - одним обрезиненным, а другим металлическим. Я очень хорошо помню как много вы растолковали мне год назад и как советовали: учись и учись. К несчастью умней я не стала, но настойчивость не потеряла.
Я знаю, что марк редкая штука - но мощная - тут есть технология стационарного качения, а у меня металлический вал прижимаясь к обрезиненному вращает его, ну и так далее. Я просто не могу въехать в теорию качения деформируемого колеса, например! Почему неожиданно именно в месте контакта скорость сильно увеличивается - возможно я думаю об этом как о твёрдом теле, а ведь у меня получается что слой сильно сжимается. Тогда наверное чтобы через более узкий зазор столько материала прошло ему приходиться увеличивать свою скорость.
Ну да ладно, вопрос у меня такой - обычно при качении коэффициенты трения очень малы. Если известно, что металлический вал давит на обрезиненный и заставляет его тоже вращаться - то означает ли это что здесь имеется не просто качение, а сцепление двух поверхностей - и соответственно коэффициент трения гораздо больше чем просто для качения?
(Знаю что для резин все коеффициенты трения гораздо больше чем для металлов)
Кстати не побрезгуйте посмотреть книженцию по прессованию бумажного полотна, так сказать мой учебник,
http://tehlib.com.ua/mashstroy/Novikov.djvu