Shell41 - моделирование складок ткани

[Makal 0]

Добрый день, форумчане!

Пытаюсь смоделировать ткань. В хелпе нашел элемент shell41, имеющий опцию работы только на растяжение, что в общем-то соответствует поведению ткани. Для начала рассматриваю простой пример - прямоугольный кусок ткани. Одно ребро жестко защемлено, к противоположному прикладываю некоторое перемещение в надежде увидеть складкообразование. Модель материала линейная изотропная. Однако возникли серьезные проблемы со сходимостью решения. В чем дело, понять не могу. Может быть кто-то уже сталкивался с подобными проблемами, поделитесь опытом. Очень надеюсь на вашу поддержку.

[soklakov 1 485]

Видел я как-то проект, моделировались складки обтягивающей одежды на талии человека при повороте корпуса.

Так вот, делался он в LS-Dyna. Возможно, это неспроста!

[Victoria 104]

В сети есть пример (авишка) для лифчика (интуитивно: там очень красивая грудь). Расчет также выполнен в Ls-Dyna.

Еще есть расчеты подушек и ремней безопасности. (исходные файлы для Ls-Dyna можно найти в сети)

[YURIS 14]

Все же для новичка Ansys LS-Dyna не прост - на освоение уйдут месяцы. Я бы посоветовал обратить внимание на Ansys

Composite PrepPost - у него есть встроенные алгоритмы для моделирования складкообразования.

[soklakov 1 485]

Все же для новичка Ansys LS-Dyna не прост - на освоение уйдут месяцы. Я бы посоветовал обратить внимание на Ansys

Складывать, сворачивать и сминать ткань неявными решателями будет проблематично в любом случае. Но да, LSD - сложна в освоении.

Composite PrepPost - у него есть встроенные алгоритмы для моделирования складкообразования.

Они используются только для определения направления волокон, т.е. задания свйств материалов. Процесс складкообраования не моделируется. Тут уж зависит от задачи, подойдет ли.

[Борман 2 397]

А ортотропный tension-only материал без сдвиговой жесткости не подойдет ?

[Makal 0]

Действительно понял, что без ls-dyna никуда, так как Composite pre-post, как и некоторые другие проги (Catia например), использует самый примитивный алгоритм по расчету драпировки по сдвиговым углам. Тем более они не могут определить реальную форму складки.

В дайне явным методом получил кое-что...Модель материала линейная изотропная, оболочка - belytschko-membrane, как я понял для моделирования тканей. Теперь меня мучает вопрос об адекватности применения линейного материала и такой оболочки. Покопавшись немного, обнаружил, что имеется целая куча всевозможных моделей для моделирования тканых композитов. Среди них я выделил 34-fabric и 58 - laminated composite fabric.

Подскажите плиз, у кого опыт имеется, какую для чего использовать.

А ортотропный tension-only материал без сдвиговой жесткости не подойдет ?

Возможно и подойдет. Только я не очень понимаю, как ее обнулить. Совсем то ее не быть тоже не может. В некоторых статьях видел задание кривой зависимости этой самой жесткости от угла сдвига. По-моему, это уже физичнее. Но где это есть в дайне?

[Борман 2 397]

ET,1,SHELL181

KEYOPT,1,1,1

KEYOPT,1,3,2

Все работает.

file.rar

file1.rar

[Makal 0]

ET,1,SHELL181

KEYOPT,1,1,1

KEYOPT,1,3,2

Все работает.

Здорово, спасибо.

Только как Вы добились сходимости и как регулировали изгибные жесткости? С помощью Seccontrol?

[soklakov 1 485]

ET,1,SHELL181

KEYOPT,1,1,1

KEYOPT,1,3,2

Все работает.

Лихо) Чем решали-то? Ansys или LSD?

[Борман 2 397]

Только как Вы добились сходимости

KEYOPT,1,3,2 и autots,on

как регулировали изгибные жесткости

KEYOPT,1,1,1

Чем решали-то?

Обычный ансис (ANTYPE,4) без выкрутасов.

[Makal 0]

KEYOPT,1,3,2 и autots,on

KEYOPT,1,1,1

Обычный ансис (ANTYPE,4) без выкрутасов.

Спасибо, как всегда очень оригинально и просто, но Вы уж меня извините за мою неосведомленность в ансисе, но я никак не могу разобраться с передачей изгибающих моментов от одного элемента к другому в такой постановке. Пытался повторить Ваш пример, и получилась вот такая хрень (см. видео в архиве). Как я понимаю, это от того, что изгибная жесткость не вводится в расчет (элементы свободно вращаются относительно смежного ребра). В связи с этим у меня и улетает вся пластинка, поворачиваясь относительно закрепленного ребра. Однако у Вас другая картина, вследствие того, что какая то часть жесткости все-таки передается. Вопрос - как?

Кстати, такая же картина получается и в явном решателе LSD, если использовать в чистом виде мембранную постановку.

Filo.rar

[soklakov 1 485]

я никак не могу разобраться с передачей изгибающих моментов от одного элемента к другому в такой постановке.

Вы пробовали обнулить только жесткость XY, a XZ и YZ задать? Или наоборот, не помню. Короче, не все модули сдвига нулевые.

[Борман 2 397]

передачей изгибающих моментов

Не очень понимаю про "передачу" момента. Ведь тряпка не передает момента, типа кальчуги.

И вообще...

14.181.4. Membrane Option

A membrane option is available for SHELL181 if KEYOPT(1) = 1. For this option, there is no bending stiffness or rotational degrees of freedom. There is only one integration point per layer, regardless of other input.

В связи с этим у меня и улетает вся пластинка

Если вы решали с элементом и опциями про которые я выше писал, то значит у вас проблема с модулем упругости, слишком маленький. У меня была картинка типа такой..

Попробуйте мой код.

/prep7



k,,0,0,0

k,,0.5,0,0

kgen,2,all,,,,,0.5

a,1,2,4,3





ET,1,SHELL181 

KEYOPT,1,1,1

KEYOPT,1,3,2



SECTYPE,,SHELL

SECDATA,0.0001



mp,ex,1,2e6

mp,nuxy,1,0.3

mp,dens,1,1000



lesize,all,,,10



amesh,all



/solu

dk,1,ux,0

dk,1,uy,0

dk,1,uz,0



acel,0,9.81,0



ANTYPE,4

TRNOPT,FULL

nlgeom,on

autots,on

kbc,0

outres,all,all



time,1



DELTIM,0.005,0.0001,0.1

улетает

Еще, наверное, у вас сокращенное интегрирование включено.

[Борман 2 397]

Еще от Спилберга...

file.rar

[Makal 0]

Не очень понимаю про "передачу" момента. Ведь тряпка не передает момента, типа кальчуги.

И вообще...

14.181.4. Membrane Option

A membrane option is available for SHELL181 if KEYOPT(1) = 1. For this option, there is no bending stiffness or rotational degrees of freedom. There is only one integration point per layer, regardless of other input.

Если вы решали с элементом и опциями про которые я выше писал, то значит у вас проблема с модулем упругости, слишком маленький. У меня была картинка типа такой..

Спасибо еще раз, все заработало. Проблема была в слишком большом модуле и большом шаге по времени (чем больше модуль, тем меньше должен быть шаг).

Все равно не понимаю, для чего нужны тогда трансверсальные жесткости,

SHELL181 includes the linear effects of transverse shear deformation. An assumed shear strain formulation of Bathe-Dvorkin is used to alleviate shear locking. The transverse shear stiffness of the element is a 2x2 matrix as shown below... если no bending stiffness or rotational degrees of freedom.

Ну да ладно. Теперь еще необходимо учесть нелинейность свойств ткани (хотя бы нелинейность при сдвиге в плоскости). И что-то мне подсказывает, что решать такую задачку неявным методом уже будет, как уже говорили коллеги, "проблематично". Порывшись в нете, решил перейти к LSD, основываясь, прежде всего, на вот этой статейке.

<noindex>http://www.dynalook.com/international-conf...odeling19-d.pdf</noindex>.

Однако в дайне появляется еще больше проблем, связанных с выбором типа оболочки и модели материала. Не сталкивались, случаем, с такого рода задачами?

Вы пробовали обнулить только жесткость XY, a XZ и YZ задать? Или наоборот, не помню. Короче, не все модули сдвига нулевые.

Пробовал. Задавал ортотропный материал с модулем сдвига в плоскости на несколько порядков меньшим, чем в трансверсальных направлениях и, как следствие, серьезные проблемы со сходимостью (тем более при включении контакта при решении задачи формования ткани).

[Ewgesha 0]

Еще от Спилберга...

Добрый день!

 

А в какой постановке решена эта задача? как удалось реазлизовать складкообразование?

[Борман 2 397]

 

Еще от Спилберга...

Добрый день!

 

А в какой постановке решена эта задача? как удалось реазлизовать складкообразование?

 

Командный файл вы можете найти в сообщении #14 данной темы. Только геометрическая модель другая.

Постановка - нестационарная геометрически нелинейная, складкообразование - потеря усточивости в результате сжатия и микроскопического смещения одного узла полотна. Потеря усточивости, разумееется, сидит в уравнении динамики в нелинейной постановке. Фокусов нет.

[a_schelyaev 371]

1. Драпировка в CATIA имеет возможность подключать дополнительные решатели, которые и моделируют уже ее более адекватно для различных нестандартных ситуаций. Раньше, во всяком случае была такая возможность и необходимость.

2. Если нужно смотреть просто складкообразование, то в ABAQUS, например, такое порой делают в лоб.

3. Если речь идет об композитах, то необходимо будет потом сканить деталь первую отформованную и уточнять ориентировку волокон. Под это дело для ABAQUS есть отдельные тулзы от отдельных авторских коллективов. В сколков недавно семинар такой проходил наших товарищей сидящих в Левене (Бельгия), которые делились для текстильных композитов своими наработками под ABAQUS.

[Ewgesha 0]

 

 

Еще от Спилберга...

Добрый день!

 

А в какой постановке решена эта задача? как удалось реазлизовать складкообразование?

 

Командный файл вы можете найти в сообщении #14 данной темы. Только геометрическая модель другая.

Постановка - нестационарная геометрически нелинейная, складкообразование - потеря усточивости в результате сжатия и микроскопического смещения одного узла полотна. Потеря усточивости, разумееется, сидит в уравнении динамики в нелинейной постановке. Фокусов нет.

 

 

 

Ну я уже попытался воспроизвести эту задачу, используя этот код. Однако складок так и не увидел.

Вот мой код (моделировал растяжение полиимидной пленки, размерности в Н, мм)

/prep7

 

k,,0,0,0

k,,380,0,0

kgen,2,all,,,,,128

a,1,2,4,3

 

ET,1,SHELL181

KEYOPT,1,1,1

KEYOPT,1,3,2

 

SECTYPE,,SHELL

SECDATA,0.025

mp,ex,1,3500

mp,nuxy,1,0.31

mp,dens,1,1.5e-6

lesize,1,,,190

lesize,2,,,64

lesize,3,,,190

lesize,4,,,64

amesh,all

 

/solu

 

dl,2,,ux,.

dl,2,,uy,0

dl,2,,uz,0

dl,4,,ux,0

dl,4,,uy,0

dl,4,,uz,50

 

ANTYPE,4

TRNOPT,FULL

nlgeom,on

autots,on

kbc,0

outres,all,all

 

time,1

DELTIM,0.005,0.0001,0.1

1. Драпировка в CATIA имеет возможность подключать дополнительные решатели, которые и моделируют уже ее более адекватно для различных нестандартных ситуаций. Раньше, во всяком случае была такая возможность и необходимость.

2. Если нужно смотреть просто складкообразование, то в ABAQUS, например, такое порой делают в лоб.

3. Если речь идет об композитах, то необходимо будет потом сканить деталь первую отформованную и уточнять ориентировку волокон. Под это дело для ABAQUS есть отдельные тулзы от отдельных авторских коллективов. В сколков недавно семинар такой проходил наших товарищей сидящих в Левене (Бельгия), которые делились для текстильных композитов своими наработками под ABAQUS.

Об успешном применении в моделировании мягких оболочек в Abaqus и LS-Dyna я уже прочел не одну статью, но вот хотелось все-таки удостоверится в том, что возможностей Ansys недостаточно для этой задачи, перед тем как начинать осваивать новый программный комплекс