FEM ConstraintContact/pl

Opis

Tworzy wiązanie kontaktowe między dwiema powierzchniami. W przeciwieństwie do wiązania tie, powierzchnie mogą się rozdzielać i ślizgać po sobie (z tarciem lub bez) podczas analizy.

Panel zadań kontaktu

Użycie

1. Jest kilka sposobów wywołania tej komendy:
   • Wciśnij przycisk Kontakt.
   • Wybierz opcję Model → Warunki brzegowe i obciążenia mechaniczne → Kontakt z menu.
2. Wybierz ścianę służącą jako powierzchnia master. Wciśnij pierwszy przycisk Dodaj. Aby usunąć powierzchnię ze wskazania, kliknij na niej i wciśnij pierwszy przycisk Usuń. dostępne w wersji 1.1: Można również wskazać krawędź w modelach 2D.
3. Wybierz ścianę służącą jako powierzchnia slave. Wciśnij drugi przycisk Dodaj. Aby usunąć powierzchnię ze wskazania, kliknij na niej i wciśnij drugi przycisk Usuń. dostępne w wersji 1.1: Można również wskazać krawędź w modelach 2D.
4. Opcjonalnie, wprowadź Sztywność kontaktu.
5. dostępne w wersji 1.0: Opcjonalnie, wprowadź Tolerancję dociągania węzłów. Wszystkie węzły powierzchni slave, których odległość od powierzchni master jest mniejsza lub równa tej liczbie, zostaną przesunięte tak, aby leżały na powierzchni master na początku analizy. To dociąganie nie powoduje żadnych odkształceń.
6. dostępne w wersji 1.0: Opcjonalnie, zaznacz pole Uwzględnij tarcie, aby określić współczynnik tarcia i wartość nachylenia krzywej zależności między naprężeniami stycznymi a przemieszczeniem stycznym.
7. Opcjonalnie, wprowadź Współczynnik tarcia. Domyślna wartość 0 oznacza kontakt bez tarcia.
8. dostępne w wersji 1.0: Opcjonalnie, wprowadź wartość Nachylenia krzywej przylegania - krzywej opisującej zależność między naprężeniami stycznymi a przemieszczeniem stycznym w zakresie przylegania (przed wystąpieniem poślizgu). Jest to odpowiednik sztywności kontaktu dla zachowania w kierunku stycznym.
9. dostępne w wersji 26.3: Opcjonalnie zaznacz pole Odwróć master i/lub Odwróć slave, aby użyć przeciwnej strony powierzchni powłokowej dla kontaktu.

Przykład użycia kontaktu - sztywny sześcian jest dociskany i przesuwany po deformowalnym prostopadłościanie. Bez definicji kontaktu te dwie części by się "nie widziały".

Ograniczenia

• Kontakt może być zdefiniowany tylko dla 2 powierzchni, więc dla każdej pary powierzchni potrzebna jest osobna definicja kontaktu.
• Dyskusja o próbie implementacji wielu kontaktów jednocześnie: https://forum.freecad.org/viewtopic.php?f=18&t=15699&start=130#p303275
• Ponieważ nie ma obecnie wsparcia dla wielu siatek, kontakt musi być definiowany dla powierzchni, między którymi jest (co najmniej) niewielka przerwa. Gdyby powierzchnie się stykały (brak przerwy między nimi), rezultatem operacji boolowskiej (koniecznej do uniknięcia wielu siatek, co nie jest obecnie wspierane) byłaby ciągła siatka, więc nie byłoby sensu definiować kontakt. Więcej na ten temat można przeczytać w wątku na forum.

Właściwości

• DANESlope: Sztywność kontaktu.
• DANEAdjust - dostępne w wersji 1.0: Tolerancja dociągania węzłów.
• DANEFriction - dostępne w wersji 1.0: Włącz kontakt z tarciem.
• DANEFriction Coefficient: Współczynnik tarcia.
• DANEStick Slope - dostępne w wersji 1.0: Pochylenie krzywej przylegania.
• DANEEnable Thermal Contact - dostępne w wersji 1.1: Włącz kontakt termiczny.
• DANEThermal Contact Conductance - dostępne w wersji 1.1: Przewodność kontaktu termicznego [mW/(mm^2*K)] definiowana jako lista w następującym formacie (zależność od ciśnienia kontaktowego i temperatury można pominąć i wprowadzić tylko jedną wartość aby zdefiniować stałą przewodność szczeliny):

conductance_1, contact_pressure_1, temperature_1
…

• DANESurface Behavior - dostępne w wersji 1.1: Zachowanie kontaktu w kierunku normalnym:
  • Linear - domyślne zachowanie z określoną sztywnością
  • Hard - twardy kontakt (domyślne stałe wyznaczone przez solver)c
  • Tied - kontakt wiązany (sklejony), wymaga niezerowego tarcia

Uwagi

Wskazówki do modelowania

• Źródło: https://forum.freecad.org/viewtopic.php?f=18&p=340874#p340494
• Zalecane jest używanie elementów liniowych. W innym wypadki, obliczenia mogą być czasochłonne.
• Przypisanie powierzchni master/slave:
  • Większa z dwóch powierzchni powinna być wybrana jako master.
  • Jeśli powierzchnie są zbliżonej wielkości, ta należąca do ciała o większej sztywności powinna być wybrana jako master.
  • Jeśli powierzchnie są zbliżonej wielkości i sztywności, ta o rzadszej siatce powinna być wybrana jako master.

CalculiX

• Sztywność kontaktu można oszacować jako 5 do 50 razy moduł Younga materiału. Im wyższa sztywność kontaktu, tym twardszy kontakt między powierzchniami.
• Powierzchnia slave może przenikać powierzchnię master, a więc doświadczać większej deformacji.
• Do definiowania kontaktu w CalculiX używane jest słowo kluczowe *CONTACT PAIR. W tym przypadku wykorzystywany jest kontakt typu ściana do ściany z funkcją kary (penalty). Sformułowanie kontaktu jest szczegółow opisane na stronie http://web.mit.edu/calculix_v2.7/CalculiX/ccx_2.7/doc/ccx/node112.html
• Przegląd różnych typów kontaktu: https://forum.freecad.org/viewtopic.php?f=18&t=15699&start=90#p188736
• Więcej interesujących informacji:
  • https://forum.freecad.org/viewtopic.php?f=18&t=23102#p180709 i kolejne posty !!!
  • https://forum.freecad.org/viewtopic.php?f=18&t=20276
  • https://forum.freecad.org/viewtopic.php?f=18&t=21331
  • https://forum.freecad.org/viewtopic.php?f=18&t=15699 (pierwszy wątek o kontakcie)

• Bardzo szczegółowy przykład kontaktu w CalculiX. (link)

• Ciekawy przykład znaleziony na niemieckim forum programu FreeCAD. (link)