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Hyperworks/RADIOSS中的接觸和接觸穿透問題解決方法

2019年07月18日 21:28:38 CAE 暫無評論 閱讀 0 views 次

在涉及不同部件接觸的問題中,如果沒有正确地定義接觸,可能會出現部件穿透等不符合物理現象的過程。因此如何合理地設置接觸參數,對接觸問題來說是一件非常重要的事情。

1、接觸算法

在Hyperworks/RADIOSS中采用罰函數法來處理接觸穿透問題。在有限元分析理論中,存在多種處理接觸問題的數值方法。而罰函數數值方法,是在求解穩定性、效率、精度等方面綜合考慮的時候最理想的方法。因此,很多隐式/顯式求解器都把它作為了首選方案。不僅僅是拉格朗日問題,甚至流固耦合問題也在使用罰函數接觸算法。

簡單來講,罰函數法就像在從點和主面間加了一個隐形的彈簧,從點一旦進入離主面很近的某個範圍(圖中天藍色部分),就會受到這個“隐形彈簧”的作用力從而遠離主面。我們把描述這個“隐形彈簧”力與位移的函數稱為罰函數。

主面和從點受罰函數約

在RADIOSS求解器中,對于拉格朗日問題,提供兩類接觸:非線性罰函數接觸算法和線性罰函數算法。非線性罰函數算法是RADIOSS求解器獨有的。兩者之間區别在于,隻要設置合理,當使用非線性罰函數法的時候,絕不會産生網格交叉(intersection)。而使用線性罰函數算法時,如果變形劇烈,就有可能會産生網格交叉。從另一方面來說,非線性罰函數法是真正符合物理意義的。

非線性和線性罰函數

2、接觸類型

從數值的實現方法上看,接觸的種類包括:節點-面接觸、面-面接觸、節點-面自接觸。

Hyperworks/Radioss中的接觸類型有:

TYPE 19非線性罰函數接觸算法是2017版本新增的接觸類型,在求解初始化過程中,會被自動解析成兩個對稱的TYPE 7點面接觸和一個TYPE 11線線接觸。在Radioss中常用的接觸類型是TYPE7、TYPE11和TYPE24,下面對這三種接觸類型做一個詳細的介紹。

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