Capitolo 6 – Interazione, ampiezza e condizione iniziale

Menu Interaction

Il menu Interaction contiene le seguenti opzioni:

• Constraint
  • Create.
  • Edit.
  • Duplicate.
  • Swap Master/Slave.
  • Merge by Master/Slave.
  • Hide.
  • Show.
  • Delete.
• Contatto
  • Surface Interaction:
    • Create.
    • Edit.
    • Duplicate.
    • Delete.
• Contact Pair:
  • Create.
  • Edit.
  • Duplicate.
  • Swap Master/Slave.
  • Merge by Master/Slave.
  • Hide.
  • Show.
  • Delete.
• Search Contact Pairs.

I vincoli disponibili includono:

• Molla puntuale:
  • Name.
  • Region.
  • Stiffness:
    • K1 – rigidezza per nodo nella direzione X.
    • K2 – rigidezza per nodo nella direzione Y.
    • K3 – rigidezza per nodo nella direzione Z.
  • Color.
• Molla superficiale:
  • Name.
  • Region. – Stiffness per area: No/Yes
  • Stiffness:
    • K1 – rigidezza nella direzione X.
    • K2 – rigidezza nella direzione Y.
    • K3 – rigidezza nella direzione Z.
• Color.
• Solo compressione:
  • Name.
  • Region.
  • Spring stiffness.
  • Tensile force.
  • Offset.
  • Nonlinear: No/Yes.
  • Color.
• Corpo rigido:
  • Name.
  • Punto di riferimento.
  • Region.
  • Color.
• Tie:
  • Name.
  • Position tolerance – la distanza massima dalla superficie master entro cui i nodi slave saranno inclusi nel vincolo tie (predefinito: 2.5% della dimensione tipica dell’elemento).
  • Adjust – proiezione dei nodi slave sulla superficie master.
  • Regione master.
  • Regione slave.
  • Colore della superficie master.
  • Colore della superficie slave.

Il vincolo unilaterale a compressione usa internamente elementi GAP collegati ad altri elementi finiti tramite *EQUATION. Il parametro Offset consente di allontanare dal modello il nodo di terra dell’elemento GAP per una migliore visualizzazione dei risultati. Nei risultati gli elementi GAP vengono uniti in un’unica parte. IMPORTANTE: quando si usa il vincolo unilaterale a compressione occorre attivare la non linearità geometrica (NLGEOM). In caso contrario il supporto unilaterale a compressione ha 1/2 della rigidezza assegnata e agisce come un supporto a molla superficiale. Impostando l’opzione Nonlinear su Yes è inoltre possibile evitare questa linearizzazione aggiungendo un materiale non lineare fittizio al file di input.

Il vincolo di corpo rigido richiede un punto di riferimento, poiché vincola il moto dei nodi selezionati al moto del punto di riferimento. È usato per definire una regione selezionata come infinitamente rigida (indeformabile). Ad esempio, è spesso usato nella modellazione di utensili di produzione. Può servire anche ad applicare momenti e carichi remoti ai modelli. Il vincolo di corpo rigido è l’unico modo per applicare una coppia torcente alla superficie di una parte solida (poiché i nodi degli elementi solidi non hanno gradi di libertà rotazionali).

Il vincolo tie funziona come un contatto incollato/saldato. Collega due superfici in modo tale che non possano separarsi o muoversi l’una rispetto all’altra durante l’analisi: sono collegate in modo permanente. Il vincolo tie è spesso usato per collegare parti con mesh diverse.

Il contatto è una forma di interazione tra due superfici più complessa del vincolo tie. Consente il trasferimento di forze tra superfici a contatto. Tuttavia, il contatto è un fenomeno fortemente non lineare e richiede un uso attento, poiché può causare problemi di convergenza. Quando si definisce un contatto, occorre creare prima un’interazione superficiale. Sono disponibili tre opzioni:

• Comportamento superficiale – comportamento del contatto nella direzione normale al contatto (relazione pressione-penetrazione)
  • Hard.
  • Linear.
  • Exponential.
  • Tabular.
  • Tied.
• Friction – comportamento nella direzione tangenziale
  • Coefficiente di attrito.
  • Pendenza allo stato di aderenza.
• Conduttanza della gap – conduttanza termica attraverso l’interfaccia di contatto
  • Constant
  • Tabular – dipendente dalla pressione e dalla temperatura. Una volta creata l’interazione superficiale, è possibile definire le coppie di contatto. Le opzioni disponibili sono le seguenti:
• Name
• Surface interaction
• Method
  • Node to surface – usa la formulazione penalty nodo-faccia.
  • Surface to surface – usa la formulazione penalty faccia-faccia.
  • Mortar – usa una formulazione con moltiplicatori di Lagrange, in genere più accurata ma con tempi di soluzione maggiori e possibile comparsa di problemi di convergenza. – Linear mortar – deve essere usato solo quando Mortar non converge.
  • PG linear mortar – deve essere usato solo quando Mortar non converge.
• Small sliding – disponibile quando è selezionato il metodo Node to surface
• Adjust – proiezione dei nodi slave sulla superficie master.
• Adjustment size – distanza entro la quale i nodi slave vengono proiettati sulla superficie master.
• Regione master \ Regione slave
• Colore della superficie master \ Colore della superficie slave

Figura 5: Strumento Search Contact Pairs

Lo strumento Search Contact Pairs con un esempio di input è mostrato nella Figura 5. Questo strumento consente di creare automaticamente coppie di contatto e vincoli tie. Dopo aver fatto clic sul pulsante Search, lo strumento cerca coppie di superfici che soddisfano i seguenti criteri:

• la distanza tra esse è minore o uguale alla distanza specificata.
• l’angolo tra esse è minore o uguale all’angolo specificato.

Oltre a questi criteri, l’utente può scegliere se raggruppare le coppie per parti. Prima di eseguire la ricerca si può modificare il tipo di interazione (Contact o Tie), specificare una definizione di proprietà di contatto creata in precedenza e scegliere il tipo di contatto (surface to surface o node to surface). Sia per il contatto sia per il vincolo tie è possibile attivare o disattivare la correzione. Dopo la ricerca, l’utente può ancora modificare le impostazioni summenzionate (oltre alla tolleranza di posizione e al nome della coppia) usando la finestra Data sul lato destro dello strumento. Inoltre, facendo clic con il pulsante destro sulla coppia nella finestra Contact Pairs compare un’opzione per scambiare le superfici master e slave. Quando è selezionata più di una coppia, diventa disponibile anche l’opzione per unire secondo master/slave. Le coppie possono essere rimosse dall’elenco (e quindi non essere create) selezionandole e premendo Delete .

Menu Amplitude

Il menu Amplitude contiene le seguenti opzioni

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

Sono disponibili i seguenti tipi di ampiezza e le relative impostazioni:

• Tabular – può essere usato per specificare i punti dati tempo/frequenza – valore di ampiezza
  • Properties
    • Name
    • Time span: Step time/Total time
    • Shift time
    • Shift amplitude
  • Data points – dati tabulari sotto forma di coppie tempo/frequenza-ampiezza

Menu Initial Condition

Il menu Initial condition contiene le seguenti opzioni:

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

Sono disponibili i seguenti tipi di condizione iniziale e le relative impostazioni:

• Temperatura – può essere usata per specificare la temperatura all’inizio di un’analisi termica o termomeccanica
• Name.
• Region.
• Temperatura.
• Velocità – può essere usata per specificare la velocità all’inizio di un’analisi dinamica
  • Name.
  • Region.
  • Componenti della velocità:
    • V1 – velocità lungo l’asse X.
    • V2 – velocità lungo l’asse Y.
    • V3 – velocità lungo l’asse Z.
• Magnitude – velocità risultante (calcolata automaticamente quando sono specificate le componenti della velocità).