Большие деформации, шарниры и контакты.

[imt 59]

 

Я делал статическое прожатие об абсолютно жесткую стенку шарнирно закрепленного трубного каркаса

Frictional контакт?

 

Нет. Контакт без трения. Большие перемещения. Один вращательный шарнир. Нелинейность материала.

Нужно было сравнить различные варианты каркаса за пределом текучести.

[imt 59]

 С самарской техподдержкой обсуждал задачу с пластинкой и задачу с шарниром.

У них Ансис ВБ 14.5.7 (у меня 14.5.1) тоже не работает, те же проблемы. Ответа, что делать, тоже нет.

Договорились писать письмо буржуям (жаль, что нельзя просто сослаться на сайт). Завтра начну.

Очень хорошо, что есть проблемная задача с ВБ 15.0

Kristeen! Можно я на Ваш проект тоже сошлюсь? Со ссылкой на автора, конечно же :))

[kristeen 355]

Спасибо за внимание к вопросу)

Теперь по порядку:

1. В данный момент цель -- понять "wtf is going on". С трубой и софтом, где ее считать, все ясно. А т.к. со странным поведением joint'ов приходится сталкиваться уже в который раз, то хочется выяснить, где ошибка  -- в runwb2.exe, ansys.exe или в kristeen)

 

2. 

В роли MPC выступает жесткое тело. В общем, где-то тут

Сделал оба тела flexible, чтобы уйти от этих MPC, которые норовят конфликтовать между собой. Во всех случаях параметры контакта bonded = Program Controlled (дефолтные). Пробовал и другие выставлять -- все одно. Интересно, что результаты зависят от формы и ориентации объекта..

 

3.

Kristeen! Можно я на Ваш проект тоже сошлюсь? Со ссылкой на автора, конечно же :))

Можно, только если бремя авторства на себя возьмете И гляньте ЛС)

 

Задал вопрос на другом форуме, там пока тоже тихо. 

 

Очень хорошо, что есть проблемная задача с ВБ 15.0

Ну, думаю, если бы все как надо работало, было бы тоже неплохо)

[imt 59]

Ладно я, по земле хожу, а ведь кто-то может в космос не долететь.

[soklakov 1 479]

Сделал оба тела flexible, чтобы уйти от этих MPC, которые норовят конфликтовать между собой. Во всех случаях параметры контакта bonded = Program Controlled (дефолтные). Пробовал и другие выставлять -- все одно.

Странно, у меня на flexible телах получалось ровно. Хотя, не скажу, что исследовал весь диапазон возможных вариантов. Но почти всегда Nodal-Projected для простой геометрии выручает. Почти ))

[kristeen 355]

У меня с Nodal-Projected вообще сходится отказывается(

Вот файл проекта, картинки с которого выше приведены.

Пробовал вместо джоинта и remote displacement использовать -- результаты идентичны.

[imt 59]

Сегодня пришли ANSYS/WB Class3 error. Кажется, там описана ошибка для задачи с трубой.

Description of Error:
The displacements of contact nodes may be updated incorrectly when
the following conditions are all applied:
1. MPC bonded contact is set (KEYOPT(2)=2, KEYOPT(12)=4,5,6 for
contact element CONTA171 through CONTA177), and
2. Any contact node is rotated to a local coordinate system (e.g.
through an NROTAT command) and there is no translational
displacement constraint (UX or/and UY or/and UZ) applied on that
rotated node, and
3. Large deflection option is turned on (NLGEOM,ON)
This will result in an incorrect solution.

First Incorrect Version:
Release 10.0
Corrected In:
Release 16.0
Suggested User Action For Running on Uncorrected Version:
Rotate all contact nodes back to the global Cartesian coordinate
system.
А как в ВБ можно выполнить рекомендации по исправлению?

[soklakov 1 479]

Rotate all contact nodes back to the global Cartesian coordinate system.

как-то так?

[imt 59]

Сделал, как понял.

 

1. Создал Nodal Orientation

 

 

Посчиталось. "Паразитные" напряжения никуда не делись.

 

 

 

 

 

 

 

[kristeen 355]

Настораживает, что в описании ошибки речь идет об MPC contact, а странное поведение напряжений наблюдается даже если использовать любой другой тип контакта.

Возможно, ансисы еще не все учли в своих баг-репортах..

[imt 59]

Прошел почти месяц.

Было очень много разных идей и советов, как лечить. Кажется  , задачу все же удалось решить, можно подвести некоторые итоги. Понятно, что рецепты не являются универсальными. Возможно, для другой задачи понадобятся другие движения бубном.

Итак, надо посчитать кинематический механизм с податливыми звеньями в Ансис ВБ 14.5

Не хочется обсуждать конкретную постановку задачи.

В скобках замечу, что такие задачи, когда работоспособность механизма зависит от податливости его звеньев, встречаются в технике очень часто,. Простой пример, барабанные тормоза. Ну, или если вы решили построить кабриолет, то механизм складывания крыши нужно считать обязательно с учетом податливости всех деталей, иначе работать не будет.

Были советы, что нужно сначала посчитать в жесткой кинематике, а потом перенести нагрузки и посчитать на прочность, но это задача только туда, а в данном случае надо обратно.

В этой ветке на простых примерах было показано, что в Ансисе "что-то идет не так": при кинематическом нагружении возникают "паразитные" напряжения.

 

1. Контакты.

Было замечено, что Ансис ВБ 14.5 не любит цилиндрические объекты.

Было замечено, что контакты Program Controlled работают нехорошо, лучше прямо указывать:

     для плоских поверхностей Pure Penalty,

     для цилиндрических поверхностей MPC.

(Что будет, если поверхность контакта после значительной деформации станет не плоской? Хороший вопрос.)

 

 

2. Элементы.

Контакты солид-ту-шелл лучше не использовать. Говорят, что если в ВБ 15 сделать идентичную сетку, то солид-ту-шелл работает (не проверял).

В ВБ 14.5 сделал солидные детали, использовал контакты солид-ту-шелл и солид-ту-солидшелл:

 

Все контактирующие зоны солидов дотянуты до "физического" контакта, иначе работает плохо.

 

3. В тестовой задаче есть только кинематическое возбуждение (поворот шарниром), решается с такими установками:

 

Последний успешный шаг:

 

Видно, что "паразитные" напряжения линейно растут, но их величина остается "приемлемой".

(Что будет если вращение продолжить? Хороший вопрос.)

 

Добавим в модель каркас двери из шеллов:

 

После добавления шелловского каркаса возникают значительные "паразитные" напряжения, хотя он "отделен" от солидов с помощью fixed-шарниров.

Может в кинематике, что-то не так? Упростим задачу, зафиксируем дверь на рычагах, заменим вращательные шарниры на fixed (пусть дверь вращается в месте с рычагами).

 

Опять мимо...

 

Уже хочется плюнуть. Но...

Дадим Ансису последний шанс.

Заменим от греха подальше элементы торсиона с бима на солид . Добавим к кинематическому нагружению силу тяжести. Изменим настройку Time Integration ON. И пусть считает...

Кажется, посчиталось (Как авишку выложить? Говорит, тип файла не доступен).

На первый взгляд все пристойно. Напряжения там, где по идее и должны быть. Очень похоже на правду (все-таки хорошо, когда заранее знаешь, что должно получится...)

А радости нет.

Так что же считает Ансис? Нет ответа...

[kristeen 355]

@@imt, спасибо, что отписался.

Читал советы на ансис-клаб, тестил.. но это все решения из серии "давайте не обращать внимания на проблему".

А ведь когда-нибудь это может неожиданно вылезти, как в твоей истории про лс-дайну.

 

Ави можно в архив положить и приложить. А так форум гиф принимает.

[imt 59]

В приложение авишка с результатами расчета.

Расчет состоит из трех этапов (длительность каждого 1 сек):

   1. Провисание двери под действием силы тяжести.

   2. Открывание.

   3. Удар в буфер.

В процессе выяснились особенности устройства привода (пришлось добавить в модель bushing).

Жесткость бушинга занижена в два раза для того, чтобы наглядно продемострировать особенности реальной работы механизма.

На первый взгляд - все пристойно (максимальные напряжения в местах крепления, колебания, отсутствие  бешеных напряжений).

Хотя...

good_51.zip

[kristeen 355]

Красивое видео) Видимо, по этой причине в большинстве автобусов механизм открывания растягивают на всю высоту двери.

А 968 MPa -- это в концентраторе?

[imt 59]

Да, все верно.