EN | Contact study
IT | Questo studio vuole introdurre i rudimenti per impostare il contatto. Partendo da una geometria assial simmetrica si definiscono i vincoli e si arriva a definire le superfici oggetto del contatto.
EN | We introduce here some basis for a contact study. Starting from axial simmetrical geometry we impose constraint and we arrive to define contact surfaces .
IT | La geometria è modellata con il mesher “gmsh” esterno a salome-meca. Nell’archivio al link in fondo all’articolo è presente lo script .geo per ricostruire la geometria e la mesh.
EN | Geometry is defined by a script commanding external mesher “gmsh”. Find the .geo script into the archive linked at the end of this article. It will reproduce geometry and mesh.
IT | La geometria è assial simmetrica rispetto l’asse y. Essa rappresenta un tratto di albero pieno su cui è calettata una guarnizione in gomma.
EN | Geometry is symmetrical to y axis. We design a part of solid shaft with a rubber seal fitted in it.
IT | In una modellazione assial simmetrica per impedire moti rigidi della mesh è richiesto un vincolo in direzione y. Gli spostamenti in direzione x incontrano la rigidezza che in realtà incontrano cercando di allargare una fibra anulare. In figura si mostra: la mesh, i vincoli e le superfici a contatto.
IT | Si noti la compenetrazione fra le mesh nella zonoa di contatto: essa sarà risolta dall’algoritmo spostando i nodi della superficie esclave fino a portarli a toccare la superficie maitre dall’esterno.
EN | Axial symmetrical model request constraint in y direction to lock rigid body motion. Indeed, x direction displacements are trying to expand an annular fiber so they meet this rigidity and don’t need constraints.
EN | Note interference between mesh elements in contact zone: solving algorithm will reduce it moving slave nodes until they just touch master surface from outside.
IT | Lo studio prevede la non linearità di contatto quindi dobbiamo applicare il carico gradualmente. Impostiamo una sequenza di passi di carico con il comando DEFI_LIST_REEL.
inst = DEFI_LIST_REEL(
DEBUT=0.0,
INTERVALLE=_F(
JUSQU_A=1.0,
NOMBRE=passi
)
)
EN | Due to non linearity of contact we have to define a list of instants to apply load gradually. We do it with following command DEFI_LIST_REEL.
IT | Il contatto si definisce attraverso il comando DEFI_CONTACT specificando la superficie maitre e la superficie esclave. Di default viene scelta una formulazione DISCRETE e non si applica attrito.
contact = DEFI_CONTACT(
MODELE=model,
ZONE=_F(
GROUP_MA_ESCL=(‘an_es’, ),
GROUP_MA_MAIT=(‘al_mt’, )
)
)
EN | We define contact by command DEFI_CONTACT inserting master and slave surfaces. Default option apply DISCRETE formulation and no friction.
IT | In genere si sceglie come superficie maitre quella del materiale più rigido oppure la mesh suddivisa meno finemente dei due corpi a contatto. Si ricorda che la superficie esclave può essere composta da un gruppo contenente più superfici purché esse non abbiano punti in comune ovvero siano disgiunte.
EN | Usually we select master surface as most rigid material or lesser size elements mesh, from part in contact. Slave surface can be a group of surfaces but they must have no common point that is, they are disjont.
IT | Attraverso il comando STAT_NON_LINE possiamo gestire la non linearità di contatto. Oltre alla indicazione dei vincoli e dei carichi indichiamo la presenza del contatto con la parola chiave CONTACT.
resnonl = STAT_NON_LINE(
CHAM_MATER=fieldmat,
COMPORTEMENT=_F(
DEFORMATION=’PETIT’,
RELATION=’ELAS’,
TOUT=’OUI’
),
CONTACT=contact,
EXCIT=_F(
CHARGE=vinco
),
INCREMENT=_F(
LIST_INST=inst
),
MODELE=model,
SOLVEUR=_F(
METHODE=’MUMPS’,
RENUM=’AUTO’
)
)
EN | By STAT_NON_LINE command we manage contact non linearity. We define constraints and loads and we define contact by CONTACT keyword.
IT | I risultati del solutore forniscono spostamenti e tensioni ai punti di gauss, possiamo arricchirli con le tensioni sugli elementi ai nodi (campi _ELNO) e con le tensioni mediate ai nodi (campi _NOEU).
EN | Results from solver show displacement and stress to gauss point, we can enhance them with stresses over elements to nodes (_ELNO fields) and with mean stresses to nodes (_NOEU fields).
IT | I nodi della modellazione assial simmetrica hanno due gradi di libertà nel piano quindi i risultati mostrano solo due spostamenti: in DX e DY. In merito alle tensioni abbiamo quattro componenti nei risultati: SIXX le tensioni radiali, SIYY le tensioni lungo l’asse Y, le tensioni SIZZ le tensioni circonfertenziali ed infine le tensioni SIXY ovvero le uniche tensioni taglianti presenti nell’assial simmetria.
EN | Axial symmetry nodes have two d.o.f. into model plane so results show just two displacements: one in DX directione and one in DY direction. About stresses we have four result components: SIXX radial stresses, SIYY stresses along Y axis, SIZZ circumferential stresses and last SIXY stresses, the only shear stresses permitted in axial symmetry model.
IT | Nei risultati CONT_NOEU della formulazione DISCRETE, sono disponibili le forze ai nodi come risultante o come componenti (vedi documento: Opérateur DEFI_CONTACT U4.44.11).
EN | Formulation DISCRETE give CONT_NOEU results wich components are nodal forces as resutant or components (see document U4.44.11 Operator DEFI_CONTACT).
IT | Per ottenere la pressione di contatto si deve ricorrere al comando CALC_PRESSION che restituisce un campo ai nodi (CHAMP GRANDEUR). La pressione di contatto è ricavata dal tensore di Cauchy ai nodi, infatti nei risultati dev’essere presente il campo SIEF_NOEU calcolato grazie al comando CALC_CHAMP, e ricavata dalle normali uscenti dalle superfici di contatto. La lettura di tale pressione non è molto precisa al punto che, come in questo studio, i piccoli valori di pressione possono diventare negaviti. Inoltre la presenza di uno spigolo vivo rende discontinua la normale, costringendo a ricorrere ad un valore medio che male interpreta la situazione reale.
EN | To obtain contact pressure we use CALC_PRESSION, command that return a nodes field (CHAMP_GD). Contact pressure is calculated by Cauchy tensor to nodes, in fact results need SIEF_NOEU field from CALC_CHAMP command, and also by normals outwarding from contact surfaces. Pressure obtained in this manner isn’t very accurate, in thi study we note values near zero becoming negative. Furtermore, a vertex in contact surface introduce discontinuity in normals so a mean value of different normals represent a worse model.
IT | Infine segue il link per scaricare l’archivio contenente tutti i file necessari a riprodurre lo studio di contatto fin qui descritto.
EN | Last, follows link to download an archive containing files to reproduce contact study described above.
