Моделирование болтового соединения в Patran/Nastran

[ruwl 11]

Здравствуйте, коллеги. Может подскажете, как в Patrane смоделировать болтовое соединение для деталей, выполненных оболочечными элементами (шелами), с использованием контакта типа Deformable body. Просто не совсем понятно, чем заменить радиальные гапы, передающие усилие от болта на кромки отверстий.

Изменено 23 ноября 2021 пользователем ruwl

[karachun 2 038]

36 минут назад, ruwl сказал:

Просто не совсем понятно, чем заменить радиальные гапы, передающие усилие от болта на кромки отверстий.

А зачем их заменять?

И еще вопрос - на первой картинке в модели с оболочками контакт задан через ГАПы но разве MSC Nastran не поддерживает контакт оболочка-оболочка?

[ruwl 11]

5 минут назад, karachun сказал:

А зачем их заменять?

И еще вопрос - на первой картинке в модели с оболочками контакт задан через ГАПы но разве MSC Nastran не поддерживает контакт оболочка-оболочка?

Настран поддерживает контакт оболочка-оболочка в sol 101, gap поддерживается в sol 106. То есть как я понимаю одновременно их в модели использовать нельзя. Вот и возник вопрос возможно ли смоделировать болтовое соединение оболочка-оболочка без использования gap-элементов? 

10 минут назад, karachun сказал:

И еще вопрос - на первой картинке в модели с оболочками контакт задан через ГАПы

На второй картинке в модели с оболочками контакт задан через гапы, так я моделирую обычно. Просто хотел уйти от гапов в оболочечных моделях такого плана.

[karachun 2 038]

7 минут назад, ruwl сказал:

gap поддерживается в sol 106

я понял, вы в 106 хотите решать, тогда нет вопросов.

7 минут назад, ruwl сказал:

То есть как я понимаю одновременно их в модели использовать нельзя.

Нет, неправильно.

GAP элементы поддерживаются и в 101 и в 106 решателях. Контакт оболочка-оболочка поддерживается только в 101 решателе.

Так что GAP вы можете использовать  и в 101 и в 106 решателях.

Никакого запрета на использование контакта и GAP элементов вместе не существует. В 106 просто не такой механики контакта оболочка-оболочка, ее там не написали, с гапами это никак не связанно.

Изменено 23 ноября 2021 пользователем karachun

[ruwl 11]

2 минуты назад, karachun сказал:

GAP элементы поддерживаются и в 101

На сколько подсказывает моя практика gap не поддерживается в 101 решателе. Заданная жёсткость на сжатие в этом решении применяется и для растяжения.

4 минуты назад, karachun сказал:

я понял, вы в 106 хотите решать, тогда нет вопросов.

 

Я хочу решать 101м решателем без гапов, которые в нём не поддерживаются.

12 минут назад, karachun сказал:

GAP элементы поддерживаются и в 101

@karachun спасибо за наводку. Решил себя проверить и нашёл  следующую инфу:

В отличие от традиционного GAP элемента (для SOL 106 или SOL 129) , “линейный” GAP элемент в SOL 101, не требует задания его жесткости. • На взаимное перемещение узлов контактируемых тел накладывают органичения с использованием итеративной технологии SOL400, интегрированной в SOL101.

Попробую потестить gap без задания жёсткости.

Изменено 23 ноября 2021 пользователем ruwl

[karachun 2 038]

11 минут назад, ruwl сказал:

На сколько подсказывает моя практика gap не поддерживается в 101 решателе. Заданная жёсткость на сжатие в этом решении применяется и для растяжения.

На сто процентов утверждать не буду. У меня в NX Nastran Гапы работают как контакт если выставить в настройках опцию Gaps as Contact. Эта опция включает в секцию Case Control вызов контакта (вроде строчку BCSET) и решатель понимает что гапы должны работать как зазор а не как пружина.

Может у вас в MSC Nastran можно задать так же.

16 минут назад, ruwl сказал:

Я хочу решать 101м решателем без гапов, которые в нём не поддерживаются.

А болт как вы делали, объемными КЭ?

28 минут назад, ruwl сказал:

В отличие от традиционного GAP элемента (для SOL 106 или SOL 129) , “линейный” GAP элемент в SOL 101, не требует задания его жесткости. • На взаимное перемещение узлов контактируемых тел накладывают органичения с использованием итеративной технологии SOL400, интегрированной в SOL101.

Попробую потестить gap без задания жёсткости.

Да, похоже у вас в MSC Nastran гапы работают немного по другому но все равно работают как зазор.

[ruwl 11]

16 минут назад, karachun сказал:

А болт как вы делали, объемными КЭ?

Пробовал и объёмными и балкой, решение расходилась без использования gap-ов. Сейчас попробую ввести линейные радиальные гапы в отверстия и пересчитаю. Действительно в утилитах Patrana появилась возможность задания Linear gap, раньше не наблюдал её... А может она всегда была)

Изменено 23 ноября 2021 пользователем ruwl

[karachun 2 038]

39 минут назад, ruwl сказал:

А может она всегда была)

https://slideplayer.com/slide/4188447/

обратите внимание на год на титульном листе презентации

 

1 час назад, ruwl сказал:

На сколько подсказывает моя практика gap не поддерживается в 101 решателе.

И это вы все время работали и не знали что в 101 можно использовать ГАПы?

[ruwl 11]

 

8 минут назад, karachun сказал:

И это вы все время работали и не знали что в 101 можно использовать ГАПы?

Ну да. Оказывается и так можно

[ruwl 11]

Прежде чем вернуться к болтам решил протестить линейные гапы, так как ни разу ими не пользовался. Сравнил их с привычными для меня гапами, работающими в нелинейной постановке. Результат фактически сошёлся.

Перешёл к тестовой задаче с болтом, ради которой всё и затеивал, но тут столкнулся с проблемой задать направление открытия и закрытия вдоль гапа. Задача при такой постановке не сходится и вылетает. Может кто-то имеет опыт работы именно с линейными гапами в Patran и подскажет, как учесть направления открытия и закрытия не совпадающие с осями координат?

P.S. Существует ли методика, позволяющая смоделировать болтовое соединение shell-shell без изпользования гапов?

[karachun 2 038]

@ruwl А может ну его эти ГАПы? Замените их RBE2 пауком.

[ruwl 11]

RBE2 насколько я понимаю жёстко передаёт усилия в заданных направлениях и по сжатию и по растяжению, соответственно будет не совсем корректное распределение усилий по кромке отверстия в зоне контактирующей с телом болта. Если не прав, поправьте.

[karachun 2 038]

18 минут назад, ruwl сказал:

Если не прав, поправьте.

Все так но болты обычно считают руками. Вытягивают усилия и считают на срез и смятие по формулам.

И для такого расчета уже не надо точно моделировать что с одной стороны болт давит на отверстие а с другой - нет.

Можно вообще упростить модель до такого вида.

[dbarlam 184]

Посмотрите прилепленные материалы. Здесь полное объяснение GAPlinear.pdf элементов. 

Gap Element.7z linear_gap_white_paper.doc

[dbarlam 184]

забыл еще один файл

local-analysis-of-fastener-holes-using.pdf

[ruwl 11]

@dbarlam , спасибо. Что-то из предложенных материалов уже видел. Буду изучать...

[dbarlam 184]

Сужу только по Вашим картинкам не зная деталей задачи. GAP не знает понятия большие перемещения/повороты. Лучше всего использовать

обычный контакт (в Настране Node-To-Segment) . Если есть элементы SHELL (CQUAD/CTRIA) надо быть осторожным.

Ввиду того как работает техника Node-To-Segment Вы можете определить контакт как Single Sided или Double Sided, 

Но элемент SHELL не может контактировать одновременно с двух сторон - содной стороны болт с другой 

вторая пластина. Для этого используйте Segment-To-Segment. Для этой техники нет проблем

и не нодо заморачиваться с опредеоениями Slave/Master . Все это есть и в 101-м решении и в 400-м.  Тем

более на Патране есть модуль для задания предварительной затяжки болта.