在CAE分析中,接触问题的处理一直是工程师面临的挑战之一。LiToSim通用接触功能,它不仅能大幅简化接触设置流程,还能处理各种大变形的复杂接触场景,显著提高分析效率。
通常在接触对创建过程中,需要用户明确定义可能发生接触的每一对接触表面,且需要确定主从面,这在复杂装配体中会变得非常繁琐。而在LiToSim中的通用接触方法,可以一键设置自动考虑模型中所有可能的接触作用,可节约接触定义70%以上的时间;程序内部自动分配接触对中的主面和从面(特别是,可将尺寸较小的单元面自动分配作为从面,刚度较小的单元面作为从面),同时具备高效的接触探测算法。
在这个平面应变假设的多体接触模型中,四个矩形板组成一个平面框,左侧竖直板向右移动,使得内部面积不断变小,仿真模拟多个二维圆面在静态受压过程。约束矩形孔右侧三个矩形板自由度,左侧矩形板施加强制位移;在矩形框与小圆管之间产生相互接触,圆面与矩形框相互接触。
模型示意图
接触压力
管道法兰接头的密封性能分析,重点关注橡胶密封圈在螺栓预紧力作用下的压缩变形、接触压力分布及密封性能评估。两个金属管道法兰,通过螺栓预紧力压紧,橡胶密封圈位于法兰面中间,受压变形后形成密封。
仿真存在三个接触区域:法兰与密封圈之间的接触(金属-橡胶);螺栓与法兰之间的接触;法兰之间的接触(螺栓预紧后可能闭合)。
LiToSim通过通用接触碰撞检测算法和基于面面接触类型的软接触方法,可以高效的求解该复杂的接触模型,而如果采用人工创建接触对需要建立潜在的接触对29个,如图所示。为了验证通用接触和手动创建接触对计算求解的精度,分别用通用接触和接触对设置进行对比分析。
LiToSim通用接触设置
LiToSim接触对设置
对比通用接触的仿真结果和人工设置接触对的仿真结果:
通用接触 | 接触对 | |
对比结果可见,LiToSim采用通用接触设置,在保证精度和计算效率的前提下,可以大幅度节约工程师建模时间,提高分析效率。
通用接触展现出更好的鲁棒性和准确性,无需对接触对多次收敛试算,显著简化了设置流程并提高了计算效率。LiToSim通用接触模块具备智能接触探测、自适应接触管理、简化工作流程等优势。欢迎CAE用户立即体验通用接触的强大功能。励颐拓团队持续关注接触非线性算法开发,秉承独立自主路线,致力于打造国产自主可控的CAE仿真软件。
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