Ansys WB (Nonlinear )Контактная задача

[Arteg 73]

 

Господа, всех приветствую!

Вновь обращаюсь к Вам за помощью!

 

Описываемая ниже задача частично является продолжение 2ух моих предыдущих тем. По традиции - длиннопост)

 

Задача: 

Смоделировать статическое испытания каретки.

Нагрузка: 15 кН вертикально вниз.

Пластические деформации допустимы и будут 100%.

 

Составляющие каретки:

1. Корпус. Материал - АД35Т1.

2. Штифт, жестко закрепленный в корпусе. Материал - 08Х18Н10Т (нерж.сталь).

3. Ухо, через которое продет штифт. Ухо может свободно поворачиваться во круг штифта, пока не упрется в корпус каретки спереди или сзади.

4. Ролики каретки (4 цилиндра на корпусе) для упрощения сделаны с корпусом единым телом. В реальности они будут стальные, и будут закрепленный на осях, закрепленных в корпусе. В данной задаче принятое упрощения, считаю, допустимо.   

Геометрия во вложении

 

Материалы:

АД35Т1

 

08Х18Н10Т (AISI 304)

 

 

Контакты:

1. Штифт - корпус

 

 

2. Ухо - корпус

 

 

3. Ухо - штифт

Изначальное касание имеется.

 

Сетка:

 

Нагрузка:

 

Закрепления:

В реальности, каретка скользит по профилю (который в данном расчете не учитывается), по его плоским наклонным поверхностям, и между роликами каретки и профилем будет контакт с трением. 

При испытании/расчете вместе с профилем корпус каретки будет раздвигаться, стремясь с него соскочить, но это я буду моделировать позже.

Сейчас для максимального упрощения задачи, на ролики просто задана Fixed Support. (далее будет ясно почему)

 

Analysis Settings

 

 

ПРОБЛЕМА

При всех описанных выше параметрах расчет разваливается сразу, не сходится даже 1ый шаг. Начинает строится график Force Convergence почти с параллельными друг другу кривыми, потом Bisection (буду благодарен, если поясните что именно это такое? до конца не понял, когда читал), еще немного итераций и все.

 

При этом, если изменить контакт 3. Ухо - штифт с Frictional на Bonded, то расчет замечательно решается. Ухо деформируется весьма близко к реальности, по моему опыту.

Непонятно правда, почему корпус каретки совсем не затронут, но наверное это из-за Fixed Support.

 

При решении задачи вместе с профилем (каретка с трением контактируем с профилем, профиле закреплен), ситуация почти аналогичная..

 

Пожалуйста, помогите разобраться в чем проблема?

Может быть следует сделать дополнительные настройки контактов или задать дополнительные контакты?

 

@karachun @piden @Graf Kim @DrWatson @Orchestra2603 @AlexArt @ДОБРЯК @imt

Очень всех жду)

Assmbly V5.x_t

[ДОБРЯК 606]

12 минут назад, Graf Kim сказал:

В данном конкретном случае - просто каретку придержал.

В жизни вы каретку чем будете придерживать? 

Пружинкой у которой сила натяжения 10т.

1.5 тонны вы чем будете придерживать?

[Arteg 73]

7 часов назад, Graf Kim сказал:

Есть мнение, что в динамике всё пойдёт гораздо веселее. Так что пока не буду скидывать этот полуфабрикат.

С одной стороны да. С другой стороны, в динамику сейчас сам я точно не полезу - совсем неизведанный край. Поэтому хочу в статике хотя бы такой результат получить. 

[Graf Kim 217]

@Arteg, как у вас с кармой?)

[Arteg 73]

8 часов назад, Graf Kim сказал:

@Arteg, как у вас с кармой?)

Неожиданный вопрос...

Да вроде бы, все в порядке)

 

А с чем вопрос связан то?)

[Jesse 963]

12 минут назад, Arteg сказал:

8 часов назад, Graf Kim сказал:

@Arteg, как у вас с кармой?)

Неожиданный вопрос...

Да вроде бы, все в порядке)

ну как мне кажется, то что уже сколько там, там 2 топика подряд всё хорошо и вам помогают, но в следующем топике вопрос утонет в сраче между Добряком и piden
тип равновесие. Баланс. Как у Таноса

Изменено 9 февраля 2021 пользователем Jesse

[ДОБРЯК 606]

@Jesse зря вы так.

ТС не понимает как моделировать силу трения. Пружинки нет в его модели. Но он говорит что есть. Как крепится пружинка. Какая сила у пружинки? ТС считает что если приложить вертикальную силу 1.5 т, и закрепить верхние ролики, то на втором шаге появится горизонтальная сила 10 т.

ТС закрепил верхние ролики и считает что это правильно. ТС отвечает за расчет. То что ему объясняют он не понимает. 

 

07.02.2021 в 16:37, Arteg сказал:

Прикладываем вертикальную силу к уху. Ухо поворачивается вокруг штифта. Упирается нижней частью в профиль. Стопориться за счет трения. 

@Jesse вот как объяснить что ухо не поворачивается при расчете НДС?

 

[Graf Kim 217]

5 часов назад, Arteg сказал:

Неожиданный вопрос...

Да вроде бы, все в порядке)

 

А с чем вопрос связан то?)

С тем, что на меня пока не рассчитывайте. Не будет пока результатов ни для динамики, ни для уже посчитанной статики.

Вчера на вашей задаче как раз накрылся рейд на компе.

 

Upd. Ноут ещё есть. Но надо понять, как эвакуировать данные с массива.

Изменено 9 февраля 2021 пользователем Graf Kim

[Arteg 73]

@Graf Kim Принято!

Все равно, большое вам спасибо)

 

Удачи с восстановлением данных! Надеюсь все получится.

[piden 2 874]

18 minutes ago, Graf Kim said:

как раз накрылся рейд на компе.

hdd или ssd?

[imt 59]

17 часов назад, Graf Kim сказал:

как у вас с кармой?)

Думаю, карму можно поправить...

08.02.2021 в 02:39, Graf Kim сказал:

Есть мнение, что в динамике всё пойдёт гораздо веселее.

В динамике - да. Я бы уточнил - Transient с опцией Time integration -> Off

 

С этим лучше считает "механизмоподобные" задачи

08.02.2021 в 02:39, Graf Kim сказал:

В данном конкретном случае - просто каретку придержал.

Можно и так...

Я бы раздели задачу на "динамическую" и "статическую".

Первой задачей все-таки является НДС в момент заклинивания.

Силы в пятне контакта кулачка значительные - 5... 10 т. В реале там наверняка остается вмятина?

Сам вопрос - заклинит не заклинит - автора не очень интересует. Я так понял, он уверен, что заклинит.

Если так, то нет острой необходимости решать "динамическую" задачу заклинивания с трением и т.п. Хотя это интересно... 

Можно в пятне контакта нарисовать маленькую вмятину глубиной 0.1 ... 0.2 мм, просто чтобы кулачок зацепился на первом шаге. 

Если с заклиниванием у реального механизма все хорошо, то в расчетной задаче мы не сильно наврем...

И правильно посчитаем НДС.

Возможно, даже за один шаг, как хочет @ДОБРЯК

08.02.2021 в 10:06, Arteg сказал:

С другой стороны, в динамику сейчас сам я точно не полезу - совсем неизведанный край.

В данном случае между динамикой и статикой нет никакой разницы

[imt 59]

Кликните мышкой на "case-box" Static Structural в окне проекта (кстати, как правильно все это называется?)

и скажите Replace with Transient.

Ваш Статический анализ подмениться Динамическим

[imt 59]

07.02.2021 в 17:18, imt сказал:

Представим, что в нашем кулачке не сила трения, а механизм "зубчатая рейка - шестеренка" (не помню точно, кажется, в АНСИС есть способ это реализовать).

 

К сожалению, нет такого способа 

[imt 59]

51 минуту назад, imt сказал:

Можно в пятне контакта нарисовать маленькую вмятину глубиной 0.1 ... 0.2 мм, просто чтобы кулачок зацепился на первом шаге. 

Контакт между кулачком и вмятиной - No Separation (хотя бы на первом шаге, пока каретку не расклинит на профиле).

[piden 2 874]

1 hour ago, imt said:

Я бы уточнил - Transient с опцией Time integration -> Off

Это ведь статика получается.

 

31 minutes ago, imt said:

Контакт между кулачком и вмятиной - No Separation

А это - линейный контакт, не передающий касательные усилия. За счет которых в этом механизме заклинивание и работает.

 

Что вы такое советуете?)

[imt 59]

37 минут назад, piden сказал:

Это ведь статика получается.

Да, все верно. Просто с этой опцией в Transient механизмы лучше считаются, чем просто в Static Structural

42 минуты назад, piden сказал:

А это - линейный контакт, не передающий касательные усилия. За счет которых в этом механизме заклинивание и работает.

Возможно я ошибся, надо проверять.

Идея была в том, что касательные усилия буду вмятиной передаваться, как зубчатым колесом (ведь зубчатые колеса, без трения могут работать).

Думаете, не сработает?

[Graf Kim 217]

6 часов назад, Arteg сказал:

Удачи с восстановлением данных! Надеюсь все получится.

Спасибо!

 

6 часов назад, piden сказал:

hdd или ssd?

2 hdd в RAID1. Но я тут классический раззвездяй - SMART давно намекал, что что-то будет, но я открывал каталоги, смотрел цены на приличные харды и опять откладывал это дело.

 

3 часа назад, imt сказал:

В динамике - да. Я бы уточнил - Transient с опцией Time integration -> Off

 

С этим лучше считает "механизмоподобные" задачи

Я считал в честной динамике. Успел прикинуть 3 варианта с тремя различными характерными временами: 1e-3, 1e-1 и 1 секунды. Во всех вариантах механизм срабатывает без дополнительных телодвижений, просто за счёт своей кинематики.

"Длинные" задачи разваливаются из-за чрезмерного проскальзывания каретки по направляющей. Даже при трении 0,5 усилия недостаточно для удержания. В "короткой" задаче каретка не успевает разогнаться и задача сходится.

[Arteg 73]

15 часов назад, imt сказал:

Контакт между кулачком и вмятиной - No Separation

Не смог разобраться, как задать разные контакты на разных шагах расчета...

С нагрузкой все ясно, а вот контакты и закрепления не понял как через таблицу задать.

Подскажите пожалуйста!

12 часов назад, Graf Kim сказал:

"Длинные" задачи разваливаются

Что имеется ввиду?

[Graf Kim 217]

6 часов назад, Arteg сказал:

Что имеется ввиду?

Задачи с длительным временем процесса. 0,1 и 1 секунда.

[imt 59]

21 час назад, Graf Kim сказал:

"Длинные" задачи разваливаются из-за чрезмерного проскальзывания каретки по направляющей

Странно...

@Arteg уверял, что механизм подклинивает хорошо. Ансис плохо считает или с механизмом нехорошо...

 

1 час назад, Graf Kim сказал:

Задачи с длительным временем процесса. 0,1 и 1 секунда.

А в реале как испытания проходят - дергают (быстро) или тянут (медленно)?

22 часа назад, imt сказал:

Думаете, не сработает?

Не знаю, что будет на боевой задаче... На тестовой все работает хорошо.

В тесте все посчиталось за один шаг.

Глубина вмятины 0.1 мм контакn No separation, Pure Penlty, Update Stiffness Each Iteration

Все остальные контакты без трения с настройками по умолчанию.

Вращательный шарнир между кулачком и кареткой

Fixed шарнир между кареткой и колесами

07.02.2021 в 17:32, Arteg сказал:

Смущает только, что ухо никак не деформировалось, и что в начале, каретка чисто вертикально сползает...

Ухо должно вытягиваться по-хорошему, а каретка, сразу начать доворачиваться.

Нет у @Graf Kim все правильно.

Каретку перекашивает только после того, как ухо дойдет до упора в каретку. Пока работает кулачок оба колеса прижимаются

[imt 59]

Не знаю, как видео напрямую вставить... :(

Может так...

8 часов назад, Arteg сказал:

Не смог разобраться, как задать разные контакты на разных шагах расчета...

 

https://www.padtinc.com/blog/utilizing-element-birth-and-death-for-contact-elements-in-workbench-mechanical/

Надо задать два контакта одновременно. На одном шаге первый деактивировать, на другом деактивировать первый, активировать второй