Capítulo 6 – Interacción, amplitud y condición inicial

Menú Interaction

El menú Interaction contiene las siguientes opciones:

• Restricción
  • Create.
  • Edit.
  • Duplicate.
  • Swap Master/Slave.
  • Merge by Master/Slave.
  • Hide.
  • Show.
  • Delete.
• Contacto
  • Interacción superficial:
    • Create.
    • Edit.
    • Duplicate.
    • Delete.
• Par de contacto:
  • Create.
  • Edit.
  • Duplicate.
  • Swap Master/Slave.
  • Merge by Master/Slave.
  • Hide.
  • Show.
  • Delete.
• Search Contact Pairs.

Las restricciones disponibles son:

• Muelle puntual:
  • Name.
  • Region.
  • Rigidez:
    • K1: rigidez por nodo en la dirección X.
    • K2: rigidez por nodo en la dirección Y.
    • K3: rigidez por nodo en la dirección Z.
  • Color.
• Muelle superficial:
  • Name.
  • Region. – Stiffness per area: No/Yes
  • Rigidez:
    • K1: rigidez en la dirección X.
    • K2: rigidez en la dirección Y.
    • K3: rigidez en la dirección Z.
• Color.
• Solo compresión:
  • Name.
  • Region.
  • Rigidez del muelle.
  • Fuerza de tracción.
  • Offset.
  • Nonlinear: No/Yes.
  • Color.
• Cuerpo rígido:
  • Name.
  • Punto de referencia.
  • Region.
  • Color.
• Unión (tie):
  • Name.
  • Position tolerance: la mayor distancia desde la superficie maestra para la que los nodos esclavos se incluirán en la restricción de unión (valor predeterminado: 2.5 % del tamaño de elemento típico).
  • Adjust: proyección de los nodos esclavos sobre la superficie maestra.
  • Región maestra.
  • Región esclava.
  • Color de la superficie maestra.
  • Color de la superficie esclava.

La restricción solo a compresión utiliza internamente elementos GAP conectados a otros elementos finitos mediante *EQUATION. El parámetro Offset permite desplazar el nodo de tierra del elemento GAP respecto al modelo para visualizar mejor los resultados. En los resultados, los elementos GAP se fusionan en una sola pieza. IMPORTANTE: debe activarse la no linealidad geométrica (NLGEOM) al utilizar la restricción solo a compresión. De lo contrario, el apoyo solo a compresión tiene 1/2 de la rigidez asignada y actúa como un apoyo de muelle superficial. Establecer la opción Nonlinear en Yes también permite evitar esta linealización añadiendo un material no lineal ficticio al archivo de entrada.

La restricción de cuerpo rígido requiere un punto de referencia, ya que restringe el movimiento de los nodos seleccionados al movimiento del punto de referencia. Se utiliza para definir una región seleccionada como infinitamente rígida (no deformable). Por ejemplo, se utiliza a menudo al modelar herramientas de fabricación. Sin embargo, también puede servir como medio para aplicar momentos y cargas remotas a los modelos. La restricción de cuerpo rígido es la única forma de aplicar un par a la superficie de una pieza sólida (ya que los nodos de los elementos sólidos no tienen grados de libertad de rotación).

La restricción de unión (tie) funciona como un contacto adherido/soldado. Conecta dos superficies de modo que no puedan separarse ni moverse una respecto a la otra durante el análisis: quedan conectadas de forma permanente. La restricción de unión se utiliza a menudo para conectar piezas con mallas no conformes.

El contacto es una forma de interacción entre dos superficies más compleja que la restricción de unión. Permite la transferencia de fuerzas entre superficies en contacto. Sin embargo, el contacto es un fenómeno altamente no lineal y requiere un uso cuidadoso, ya que puede causar problemas de convergencia. Al definir el contacto, primero debe crearse una interacción superficial. Hay tres opciones disponibles:

• Surface behavior: comportamiento del contacto en la dirección normal al contacto (relación presión-sobrecierre)
  • Hard.
  • Linear.
  • Exponential.
  • Tabular.
  • Tied.
• Friction: comportamiento en la dirección tangencial
  • Coeficiente de fricción.
  • Pendiente de adherencia.
• Gap conductance: conductancia térmica a través de la interfaz de contacto
  • Constant
  • Tabular: dependiente de la presión y de la temperatura. Cuando se crea la interacción superficial, pueden definirse los pares de contacto. Las opciones aquí son las siguientes:
• Nombre
• Interacción superficial
• Método
  • Node to surface: utiliza la formulación de penalización nodo-cara.
  • Surface to surface: utiliza la formulación de penalización cara-cara.
  • Mortar: utiliza una formulación con multiplicadores de Lagrange; suele ser más precisa, pero requiere más tiempo de resolución y puede causar problemas de convergencia. – Linear mortar: solo debe utilizarse cuando Mortar falla.
  • PG linear mortar: solo debe utilizarse cuando Mortar falla.
• Small sliding: disponible cuando se selecciona el método Node to surface
• Adjust: proyección de los nodos esclavos sobre la superficie maestra.
• Adjustment size: distancia dentro de la cual los nodos esclavos se proyectan sobre la superficie maestra.
• Master region \ Slave region
• Color de la superficie maestra \ Color de la superficie esclava

Figura 5: herramienta Search Contact Pairs

En la Figura 5 se muestra la herramienta Search Contact Pairs con una entrada de ejemplo. Esta herramienta permite crear automáticamente pares de contacto y restricciones de unión. Al pulsar el botón Search, la herramienta busca pares de superficies que cumplan los siguientes criterios:

• la distancia entre ellas sea menor o igual a la distancia especificada.
• el ángulo entre ellas sea menor o igual al ángulo especificado.

Además de estos criterios, el usuario puede elegir si los pares se agrupan por piezas o no. Antes de realizar la búsqueda se puede cambiar el tipo de interacción (Contact o Tie), especificar una definición de propiedades de contacto creada anteriormente y elegir el tipo de contacto (surface to surface o node to surface). Tanto para la creación de contactos como de uniones es posible activar o desactivar el ajuste. Tras la búsqueda, el usuario aún puede cambiar los ajustes mencionados (así como la tolerancia de posición y el nombre del par) mediante la ventana Data situada en el lado derecho de la herramienta. Además, al hacer clic con el botón derecho sobre el par en la ventana Contact Pairs aparece la opción de intercambiar las superficies maestra y esclava. Cuando se selecciona más de un par, también pasa a estar disponible la opción de fusionar por maestro/esclavo. Los pares pueden quitarse de la lista (y, por tanto, impedir que se creen) seleccionándolos y pulsando Delete .

Menú Amplitude

El menú Amplitude contiene las siguientes opciones

• Create.
• Edit.
• Duplicate.
• Delete.

Están disponibles los siguientes tipos de amplitud y ajustes:

• Tabular: puede utilizarse para especificar los puntos de datos tiempo/frecuencia – valor de amplitud
  • Propiedades
    • Nombre
    • Time span: Step time/Total time
    • Shift time
    • Shift amplitude
  • Data points: datos tabulares en forma de pares tiempo/frecuencia-amplitud

Menú Initial Condition

El menú Initial condition contiene las siguientes opciones:

• Create.
• Edit.
• Duplicate.
• Preview.
• Delete.

Están disponibles los siguientes tipos de condición inicial y ajustes:

• Temperature: puede utilizarse para especificar la temperatura al comienzo de un análisis térmico o termomecánico
• Name.
• Region.
• Temperatura.
• Velocity: puede utilizarse para especificar la velocidad al comienzo de un análisis dinámico
  • Name.
  • Region.
  • Componentes de la velocidad:
    • V1: velocidad en el eje X.
    • V2: velocidad en el eje Y.
    • V3: velocidad en el eje Z.
• Magnitude: velocidad resultante (se calcula automáticamente cuando se especifican los componentes de la velocidad).