Jump to content

Контакты frictional выдают ошибку при статичесом расчете


Recommended Posts

rasta89

Всем привет.

Предлагаю к рассмотрению мою проблему с контактами.

Задача такая, есть устройство с резиной внутри трубы, резина (3 шт, с кольцами между) сжимается под давлением и заполняет межтрубное пространство, цель - увидеть как деформируется резина, в идеале как она затекает в пространстве между трубами. Решил начать статического расчета, заданы фиксации, между резиной и кольцами задано frictional контакты, с одной стороны на набор резинок давит усилие. Резине задан свой материал.

Пакер111.PNGпакер333.PNG

пауекр333.PNG

 

изображение.png

труба зафиксирована с двух сторон

нижний конус зафиксирован чтобы резина с кольцами не ушли вниз

верхний конус, резина и кольца между резинками -frictional

труба в которой все это стоит зафиксирована с двух сторон

 

сначала была ошибка контакта, пришлось трубу внешнюю и внутреннюю соединить выдавленным скетчем

изображение.png

 

теперь ошибка решателя, и ругается на контакты, посоветуйте как лучше подойти к этой задаче в статическом расчете, статическим расчетом не отделаться?

выложил проект, если кому интересно посмотрите

https://disk.yandex.ru/d/kWW0uScLdYysuA

Link to post
Share on other sites


UnPinned posts
AlexArt

Пфф, задача должна решаться в 2D в осьсимметричной постановке с использованием жидкостного давления, если все правильно помню. В справке есть пример, покрайне мере был. Возможны занчительные деформации, тогда операция рождения/гибели элементов используются. Profit!

Задача просто решается в статике.

Link to post
Share on other sites
rasta89
23 минуты назад, AlexArt сказал:

Пфф, задача должна решаться в 2D в осьсимметричной постановке с использованием жидкостного давления, если все правильно помню. В справке есть пример, покрайне мере был. Возможны занчительные деформации, тогда операция рождения/гибели элементов используются. Profit!

Задача просто решается в статике.

ну вот, у меня не решилась...

Link to post
Share on other sites
AlexArt

Начните с 2D постановки. Потом тренируйтесь на кошках простых материалах на малых нагрузках. Потом на гиперэластики переходите... Только так.

Link to post
Share on other sites
rasta89

я конечно с резиной не считал раньше

но тут модель две трубы и три резинки, можете сказать в моем расчете где косяки? я буду смотреть дальше

Link to post
Share on other sites
karachun
5 часов назад, rasta89 сказал:

я конечно с резиной не считал раньше

Тогда начните с чего-то простого. Оставьте одно резиновое уплотнение. Вообще оставьте только две детали - одна пусть будет зафиксированной а вторая пусть будет нагружена перемещением. Вот это будет просто, если нелинейную задачу с гиперэластиками вообще можно назвать простой.

А, это уже сказал @AlexArt

 

6 часов назад, rasta89 сказал:

сжимается под давлением и заполняет межтрубное пространство, цель - увидеть как деформируется резина, в идеале как она затекает в пространстве между трубами.

Ели резина будет сильно деформироваться то без перестроения сетки в процессе расчета не обойтись.

https://www.youtube.com/watch?v=uYE91Mq9Dxw

Еще может эта тема поможет, там есть рабочая модель. И даже материал, похожий на резину.

https://cccp3d.ru/topic/86970-решение-контактной-задачи-с-fluid-pressure-penetration-в-воркбенче/

И вот еще одна тема по APDL.

 

Больше ничем помочь не могу - ансис не хочет запускаться да и не до него сейчас. Начинайте от простого к сложному и все у вас получится.

Link to post
Share on other sites
rasta89
Posted (edited)

Мужики, ну я же не самый глупый участник форума :).

Тем не менее говорите правильно, начал с одной резинки и дошел до трех, и тут появились проблемы.

1. Одна резинка, трубы и нижний конус зафиксированы, резина и давящий конус - фрикционные, металл- металл коэф 0,44, металл-резина взял как по чугуну 0,8. Фрикционные связи заданы подвижным деталям (конус и резина) в том числе и между собой.

Также использовал совет karachun  подключил перестроение сетки

Задача вроде как решилась:

упрощ_без трубы.gif

когда нагружаю по аналогии все три резинки на трубе с аналогичными фрикционными связями, зада решается с ошибками, и результат таков:

упр2.gif

 

ошибка:

The solver engine was unable to converge on a solution for the nonlinear problem as constrained.  Please see the Troubleshooting section of the Help System for more information.

 

в воркшите ряд ошибок:

 *************************************************
  SUMMARY FOR CONTACT PAIR IDENTIFIED BY REAL CONSTANT SET          29
 Max.  Penetration of -2.820191401E-05 has been detected between contact
 element 116275 and target element 116692.                              
 For total 100 contact elements, there are 76 elements are in contact.  
 There are 26 elements are in sticking.                                 
 Contacting area 723.996036.                                            
 Contact element 116251 has the highest number of status changes (total 
 19) during this substep.                                               
 Contact element 116306 has Max.  Elastic slip distance of              
 7.638125104E-04.                                                       
 Max.  Total sliding distance 6.66438241E-03.                           
 Max.  Pinball distance 2.88843637.                                     
 One of the contact searching regions contains at least 6 target        
 elements.                                                              
 Max.  Pressure/force 0.242443587.                                      
 Max.  Friction stress/force 9.795974777E-02.                           
 Max.  Normal stiffness 8596.70682.                                     
 Min.  Normal stiffness 8596.70682.                                     
 Max.  Tangential stiffness 128.251039.                                 
 Min.  Tangential stiffness 128.251039.                                 
 Contact pair force norm 5.13194405 and criterion 4.29516306.           
 *************************************************

 

судя по анимации кольца между резинками как будто зафиксированы, но для них заданы все фрикционные связи

Edited by rasta89
Link to post
Share on other sites
karachun

@rasta89 Так, уже на первой анимации видно что с торцом кольца (металл? резина?) происходит что-то страшное. Плюс перемещения согдасно шкале вообще мизерные. Выставьте масштаб деформации 1 (слева вверху должно быть Scale-что то там).

 

Как задавалась давящая нагрузка? Силой? Если да то лучше заменить на перемещение, так надежнее.

И сперва посчитайте без трения, так задача тоже будет легче сходиться.

Link to post
Share on other sites
rasta89
17 минут назад, karachun сказал:

@rasta89 Так, уже на первой анимации видно что с торцом кольца (металл? резина?) происходит что-то страшное. Плюс перемещения согдасно шкале вообще мизерные. Выставьте масштаб деформации 1 (слева вверху должно быть Scale-что то там).

 

Как задавалась давящая нагрузка? Силой? Если да то лучше заменить на перемещение, так надежнее.

И сперва посчитайте без трения, так задача тоже будет легче сходиться.

задавалось силой, потому что задача такая надавить определенной силой

текущая задача с scale =1:

упрощ_1.gif

 

до этого считал без фрикционных контактов, только давящее кольцо по трубе скользило (1 фрикционный контакт):

упрощ.gif

 

 

Цитата

Плюс перемещения согдасно шкале вообще мизерные.

 

ну я задал для теста всего 60N

Link to post
Share on other sites
karachun
16 минут назад, rasta89 сказал:

задавалось силой, потому что задача такая надавить определенной силой

Тогда зачем вы сюда спрашивать пришли? Делайте как вам задали и вопросы все задавайте тому кто дал вам задачу.

Думаете я специально для вас придумываю дополнительные шаги, чтобы вам считать было сложнее и дольше?

 

Задачи с жестким нагружением (перемещением) сходятся намного лучше чем задачи с мягким нагружением (силой). Вплоть до того что если переместить деталь на 10 мм и получить реакцию 1000Н то задача считается а если приложить 1000 Н то задача разваливается.

 

Задавайте перемещение, измеряйте реакцию. Когда реакция будет примерно равна силе то задачи можно считать эквивалентной.

 

Это же касается трения, задачи без трения более устойчиво решаются.

 

16 минут назад, rasta89 сказал:

ну я задал для теста всего 60N

Теперь на одном кольце просчитайте так как надо по задаче. чтобы резина выдавилась. А то эти десятые доли миллиметра это ниочем, такое можно и в линейной статике посчитать.

 

И там еще все это было заключено во внешнюю трубу, верно? Если так то может перестроение сетки и не нужно. Там же специально стоят кольца чтобы резина выдавливалась но совсем чуть-чуть, чтобы уплотнение не повредилось.

Edited by karachun
  • Нравится 2
  • Чемпион 1
Link to post
Share on other sites
Jesse
15 минут назад, karachun сказал:

Это же касается трения, задачи без трения более устойчиво решаются.

трение иногда и помощник - как стабилизатор, в контактных задачах где не хватает креплений.. Ну сильно большое трение всё равно может всё развалить к чертям..)

Link to post
Share on other sites
rasta89
2 часа назад, karachun сказал:

Тогда зачем вы сюда спрашивать пришли? Делайте как вам задали и вопросы все задавайте тому кто дал вам задачу.

Думаете я специально для вас придумываю дополнительные шаги, чтобы вам считать было сложнее и дольше?

 

Задачи с жестким нагружением (перемещением) сходятся намного лучше чем задачи с мягким нагружением (силой). Вплоть до того что если переместить деталь на 10 мм и получить реакцию 1000Н то задача считается а если приложить 1000 Н то задача разваливается.

 

Задавайте перемещение, измеряйте реакцию. Когда реакция будет примерно равна силе то задачи можно считать эквивалентной.

 

Это же касается трения, задачи без трения более устойчиво решаются.

 

Теперь на одном кольце просчитайте так как надо по задаче. чтобы резина выдавилась. А то эти десятые доли миллиметра это ниочем, такое можно и в линейной статике посчитать.

 

И там еще все это было заключено во внешнюю трубу, верно? Если так то может перестроение сетки и не нужно. Там же специально стоят кольца чтобы резина выдавливалась но совсем чуть-чуть, чтобы уплотнение не повредилось.

Понял Вас.

Пойду считать

1. Перемещением и с фрикционными контактами

2. Перемещением без фрикционных контактов

Чуть позже выложу результаты

Link to post
Share on other sites
karachun

@rasta89 Посчитайте перемещение без трения. И выделите сегмент модели, например 5 градусов. Тогда и сетка будет меньше и не надо будет задавать контакт между трубой и стальным кольцом - этот контакт там лишний, от него только дополнительные трудности.

Я бы посоветовал переходить в осесимметрию но когда я в последний раз я считал осесимметрию в Ансисе то у меня были проблемы и я не смог их решить. Это не значит что осесимметрия в Ансисе плохая но я с ней работать не умею.

Link to post
Share on other sites
rasta89
Цитата

И выделите сегмент модели, например 5 градусов.

в смысле отделить от трубы промежутком в 5 мм?

Link to post
Share on other sites
rasta89

В принципе этого и следовало ожидать, конус который давит резину не трется, тянет за собой элемент на котором стоит

да и резина не скользит

111.gif

222.gif

Link to post
Share on other sites
rasta89

с фрикционными связями между резинкой и трубой и давящим конусом и трубой, без перестраивающейся сетки

попробую под нужную нагрузку подогнать, пока просто на 10 мм перемещения тестил

333.gif

Link to post
Share on other sites
karachun
13 часов назад, rasta89 сказал:

в смысле отделить от трубы промежутком в 5 мм?

Тут я неправильно выразился. Не сегмент а сектор.

image.png

И сделайте резиновое уплотнение гексаэдрической сеткой тоже.

@rasta89 Материал резины как задан?

Link to post
Share on other sites
rasta89
37 минут назад, karachun сказал:

Тут я неправильно выразился. Не сегмент а сектор.

image.png

И сделайте резиновое уплотнение гексаэдрической сеткой тоже.

@rasta89 Материал резины как задан?

Сделать резину дугой? Получится выгнутый элемент (в разрезе), под углом 15 град от центра к краям.

 

Сетку поменяю, пошел считать, тетры остались потому что нужны были для перестраивающейся сетки.

 

Резина задана отдельным материалом, как плотность, коэф Юнга и Пуассона.

 

Ещё один тупой вопрос, как лучше в результатах вывести показатель нагрузки? Сейчас деформация на резину происходить путем перемещения. Или необходимо конвертировать из stress?

Link to post
Share on other sites
rasta89
Цитата

Сделать резину дугой? Получится выгнутый элемент (в разрезе), под углом 15 град от центра к краям.

Вообще по факту конечно трение там есть, эти резинки на трубу надевают медным молоточком и легонькими постукиваниями. А с другой стороны как только пошла депрессия на резину, она скорее всего сначала становится дугой.

Link to post
Share on other sites
karachun

@rasta89 Теперь понятно?

image.png

Оставить только сектор от уплотнения и от трубы и от колец.

а еще говорил

21 час назад, rasta89 сказал:

ну я же не самый глупый участник форума

 

Link to post
Share on other sites
rasta89
28 минут назад, karachun сказал:

@rasta89 Теперь понятно?

image.png

Оставить только сектор от уплотнения и от трубы и от колец.

а еще говорил

 

Ну, я по тому эскизу не понял.

Теперь все понятно, так и расчет будет быстрее, век живи -век учись. Пошел тестить.

Link to post
Share on other sites
karachun
1 час назад, rasta89 сказал:

Ещё один тупой вопрос, как лучше в результатах вывести показатель нагрузки?

Вынужденное перемещение это по своей сути закрепление приложенное как нагрузка. После расчета можно снять реакцию с поверхности или к которой было приложено вынужденное перемещение.

2 минуты назад, rasta89 сказал:

Теперь все понятно, так и расчет будет быстрее

И кольцо не сможет переоситься или заклинить. Две плоскости симметрии не дадут. А значит не нужно задавать контакт между стальным кольцом и трубой. там же в реальности будет некоторый зазор.

Edited by karachun
Link to post
Share on other sites
rasta89
7 часов назад, karachun сказал:

Вынужденное перемещение это по своей сути закрепление приложенное как нагрузка. После расчета можно снять реакцию с поверхности или к которой было приложено вынужденное перемещение.

И кольцо не сможет переоситься или заклинить. Две плоскости симметрии не дадут. А значит не нужно задавать контакт между стальным кольцом и трубой. там же в реальности будет некоторый зазор.

пытался использовать section plane, чтобы выделить нужный сектор, строю координатные оси и вырезаю, но вот проблема:

1. детали становятся полыми:

изображение.png

2. в разделе mesh вообще инвертируется то, что нарезано:

изображение.png

 

к слову, ранее не пользовался этой фишкой((

Link to post
Share on other sites
rasta89
Posted (edited)
Цитата

Вынужденное перемещение это по своей сути закрепление приложенное как нагрузка. После расчета можно снять реакцию с поверхности или к которой было приложено вынужденное перемещение.

да наверное можно использовать probe - force reaction, как раз покажет силы

а еще раньше в принципе можно было построить сечение вдоль тела и отразить там силу реакции, также через probe - force reaction, предварительно включив Analysis Settings > Output Controls > Nodal Forces > Yes

в общем оба варианта подойдут, можно будет потестить.

 

днем, до того как вы предложили выделить секцию, ставил расчет на более большое перемещение, на половину ширины резины, условия были те же резина и кольцо скользят по трубе, между собой не скользят, так вот там резина вошла в трубу

444.PNG

Edited by rasta89
Link to post
Share on other sites
karachun
12 часов назад, rasta89 сказал:

там резина вошла в трубу

а контакт там был задан

Link to post
Share on other sites
rasta89
6 часов назад, karachun сказал:

а контакт там был задан

упс

 

а вот с контактом

555.gif666.gif

Link to post
Share on other sites
karachun
9 минут назад, rasta89 сказал:

а вот с контактом

Видите, там у вас в конце анимации уплотнение пролезает сквозь кольцо.

Сделайте сетку помельче и в настройках контакта задайте поведение - симметричное.

 

А насчет геометрии - сразу сделайте не 360 градусов а сектор, градусов 5-10. Вы же эскиз проворачиваете вокруг оси?

 

И кольцо тоже сделайте из гекс. Тетры аж глаза режут

Link to post
Share on other sites
rasta89
9 минут назад, karachun сказал:

Видите, там у вас в конце анимации уплотнение пролезает сквозь кольцо.

Сделайте сетку помельче и в настройках контакта задайте поведение - симметричное.

 

А насчет геометрии - сразу сделайте не 360 градусов а сектор, градусов 5-10. Вы же эскиз проворачиваете вокруг оси?

 

И кольцо тоже сделайте из гекс. Тетры аж глаза режут

 

да, модель создана кручением вокруг оси

аа, вы имеете в виду не крутить полностью, сделать такой сектор, теперь понял, а то я вчера пытался выделить сектор для расчетов исходя из полной модели ))

 

окей, сделаю, выложу

Link to post
Share on other sites
karachun

@rasta89 Можете еще для полной картины решить модель в осесимметричной постановке.

Link to post
Share on other sites
ak762
2 hours ago, karachun said:

Видите, там у вас в конце анимации уплотнение пролезает сквозь кольцо.

это может быть и вполне правдоподобный случай, если усилие такое что резинва выдавливается в зазор

image.png

 

Link to post
Share on other sites
rasta89

мелкий кусок что-то дико себя ведет, вырезал четверть, он вроде считается

изображение.png

несмотря на контакт резина все равно проходит сквозь трубу, на цельной модели почему-то такого нет

Link to post
Share on other sites
karachun
1 час назад, ak762 сказал:

это может быть и вполне правдоподобный случай, если усилие такое что резинва выдавливается в зазор

На той анимации было именно проникновение сквозь контактную поверхность кольца. там вообще 2 элемента на толщину, там ситуация как на картинке б никак не получится.

 

10 минут назад, rasta89 сказал:

несмотря на контакт резина все равно проходит сквозь трубу, на цельной модели почему-то такого нет

Наверное там контакт не задан или настройки неправильные, например дистанция поиска (pinball radius) слишком маленькая

Edited by karachun
Link to post
Share on other sites
rasta89

в последнем скрине в контактах конусов с двух сторон резины - симметричное

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
karachun

А можно последнюю картинку но только на последнем шаге и в большем разрешении

и без контура напряжений, только деформированный вид

И по самому конструированию - я бы такую заостренную кромку у колец не делал. Даже без расчета видно что она будет резать уплотнение.

Почему не сделать кольцо с сечением в виде квадрата с фасками или скруглениями?

Edited by karachun
  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
rasta89
9 минут назад, karachun сказал:

А можно последнюю картинку но только на последнем шаге и в большем разрешении

и без контура напряжений, только деформированный вид

И по самому конструированию - я бы такую заостренную кромку у колец не делал. Даже без расчета видно что она будет резать уплотнение.

Почему не сделать кольцо с сечением в виде квадрата с фасками или скруглениями?

изображение.png

Цитата

И по самому конструированию - я бы такую заостренную кромку у колец не делал. Даже без расчета видно что она будет резать уплотнение.

Почему не сделать кольцо с сечением в виде квадрата с фасками или скруглениями?

все верно на самом деле там в этой детали фаска, я уж в силу быстрой проектировки упустил этот момент сознательно, сделаю фаску

Link to post
Share on other sites
karachun

@rasta89

На некоторых картинках уплотнение пролазит сквозь кольцо, на других - не пролазит.

Еще я на предпоследней картинке вижу что уплотнение выходит из плоскости сечения. Вы задавали какие-то ограничения на плоскости среза? Нет? А надо было!

Link to post
Share on other sites
Jesse
1 час назад, karachun сказал:

а некоторых картинках уплотнение пролазит сквозь кольцо

Небольшое взаимопроникновение сеток нормально явление, не? Лечится плотной сеткой как правило (или другим контактным алгоритмом)

Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.



×
×
  • Create New...