[U4.44.11] Mots-clés CONTACT et LIAISON_UNILATER
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1. D EFAUT Manuel d utilisation Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Fascicule u4 44 Conditions aux limites et chargements Cod e A ster Version 9 Titre Mots cl s CONTACT et LIAISON_UNILATER Date 12 05 2010 Page 20 26 Responsable Thomas DE SOZA Cl U4 44 11 R vision 3526 Plusieurs m thodes sont impl ment es NOEUD pour un sch ma d int gration aux n uds GAUSS pour le sch ma classique de Gauss SIMPSON pour le sch ma de Simpson int gration aux n uds et aux milieux des l ments et COTES pour un sch ma adaptatif dans le cas du contact lin aire quadratique 2 3 9 2 Op rande FORMULATION L op rande FORMULATION permet de choisir une formulation du probl me en d placement ou en vitesse dans le cas de la m thode continue Ce choix concerne l ensemble du calcul On l utilise en dynamique il na aucun sens en statique En dynamique l avantage de la formulation en vitesse est d liminer les oscillations num riques de la vitesse et de l acc l ration au moment des impacts On utilise cette formulation avec un sch ma d ordre 1 en vitesse disponible dans DYNA NON LINE dans le mot clef facteur SCHEMA TEMPS On choisira THETA METHODE avec FORMULATION VITESSE2. USURE SANS DEFAUT ARCHARD si USURE ARCHARD K k R Ho Yh R fin si ALGO FROT LAGRANGIEN DEFAUT Manuel d utilisation Fascicule u4 44 Conditions aux limites et chargements Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Code Aster Version 9 Titre Mots cl s CONTACT et LIAISON _UNILATER Responsable Thomas DE SOZA Date 12 05 2010 Page 9 26 Cl U4 44 11 R vision 3526 AUGMENTE STABILISE si ALGO FROT LAGRANGIEN COEF REGU FROT 100 DEFAUT coef_regu frot R fin si si ALGO FROT STABILISE COEF REGU FROT 100 DEFAUT coef_regu frot R COEF STAB FROT 100 DEFAUT coef_stab_frot R fin si si ALGO FROT AUGMENTE COEF REGU FROT 100 DEFAUT coef regu frot R COEF STAB FROT 100 DEFAUT coef_stab_frot R COEF PENA FROT 100 DEFAUT coef_pena_frot R fin si fin si fin si si METHODE XFEM FISS MAIT fiss mait FISS_XFEM ITER CONT MAXT 30 DEFAUT iter cont maxi I ITER GEOM MAXT 2 DEFAUT iter geom maxi I
3. INTEGRATION EPG4 DEFAUT GAUSS EPG2 EPG3 EPG6 EPG7 NOEUD SIMPSON SIMPSON1 NCOTES NCOTES1 NCOTES2 CONTACT _INIT NON DEFAUT OUI GLISSIERE NON DEFAUT F OUT ALGO _LAGR VERSION1 DEFAUT VERSION2 NON COEF REGU CONT 100 DEFAUT coef_ regu cont R 0 COEF ECHELLE 1 E6 DEFAUT coef_ech R si FROTTEMENT COULOMB ITER FROT MAXI 2 DEFAUT iter frot maxi I COULOMB coef coulomb R COEF REGU FROT 100 DEFAUT coef_regu frot R SEUIL INIT 0 DEFAUT Manuel d utilisation Fascicule u4 44 Conditions aux limites et chargements Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Code Aster Version 9 Titre Mots cl s CONTACT et LIAISON UNILATER Responsable Thomas DE SOZA seuil_ init fin si fin si Date 12 05 2010 Page 10 26 Cl U4 44 11 R vision 3526 R Manuel d utilisation Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Fascicule u4 44 Conditions aux limites et chargements Cod e A ster Version 9 Titre Mots cl s CONTACT et LIAISON_UNILATER Date 12 05 2010 Page 11 26 Responsable Thomas DE SOZA Cl U4 44 11 R vision 3526 2 2 Op ration d appariement 2 2 1 2 2 2 2 2 3 2 2 4 Op randes MAI LLE MAIT GROUP MA MAIT MAILLE ESCL GROUP MA ESCL Pour les formulations maill es t
4. disponible uniquement pour la m thode CONTRAINTE permet d activer une alarme d s que l algorithme d tecte que sans la m thode glissi re il y aurait d collement des deux surfaces un jeu virtuel sup rieur z ro Sa valeur est r gl e par d faut 0 ce qui alarme l utilisateur d s que les surfaces auraient d se d coller sans l option activ e 2 3 6 Choix de la formulation principale pour le frottement Il n existe que la formulation du frottement de Coulomb Pour l activer on utilise le mot clef FROTTEMENT FROTTEMENT SANS DEFAUT COULOMB Pour donner le coefficient de frottement on utilise le mot clef COULOMB COULOMB val Manuel d utilisation Fascicule u4 44 Conditions aux limites et chargements Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Cod e A ster Version 9 Titre Mots cl s CONTACT et LIAISON_UNILATER Date 12 05 2010 Page 18 26 Responsable Thomas DE SOZA Cl U4 44 11 R vision 3526 2 3 7 M thode PENALISATION Cette m thode est une m thode de r solution du contact frottement par r gularisation Elle est non exacte dans le sens o il y a toujours interp n tration lorsque le contact est tabli Si l on utilise une formulation discr te avec p nalisation il convient donc de renseigner le ou les coefficients de p nalisation 9 EN valen val_e_n est le coefficient de p nalisation sur linterp n tration pour la m thode p
5. L appariement nodal est d conseill car la m thode n ud facette est plus g n rale et est la seule permettre de prendre en compte les grands glissements de fa on pr cise Manuel d utilisation Fascicule u4 44 Conditions aux limites et chargements Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Cod e A ster Version 9 Titre Mots cl s CONTACT et LIAISON_UNILATER Date 12 05 2010 Page 13 26 Responsable Thomas DE SOZA Cl U4 44 11 R vision 3526 2 29 Op randes TYPE APPA DIRE APPA 2 2 10 Le choix de la maille maitre appari e au n ud esclave se fait par une op ration de minimisation de la distance entre le n ud esclave et les mailles maitres C est l option par d faut TYPE APPA PROCHE Cette proc dure peut provoquer des oscillations par exemple si la projection sur une maille n est pas unique ce qui peut tre le cas si la maille ma tre est courbe Pour viter ces oscillations l utilisateur peut renseigner une direction d appariement fixe via l option TYPE APPA FIXE la direction tant alors donn e par un vecteur dans DIRE APPA Op randes TOLE APPAetTOLE PROJ EXT Lors de la recherche de la maille maitre appari e au n ud esclave courant il est possible de restreindre le choix par utilisation du mot clef TOLE APPA Si TOLE APPA 1 Valeur par d faut alors toutes les mailles maitres donn es dans la zone de contact sont susceptibles d tre appar
6. assurer la stationnarit de la g om trie avec un crit re de 0 01 Si ce crit re n est pas atteint au bout du nombre d it rations fix alors la convergence est forc e ce qui revient contr ler manuellement le nombre de cycles de r actualisation La boucle de frottement param tre ITER FROT MAXI est une boucle de point fixe sur le seuil de Coulomb Le fonctionnement est identique la boucle de g om trie le crit re est aussi de 0 01 Enfin la boucle de contact param tre ITER CONT MAXI est une boucle de type contraintes actives qui sert d terminer les surfaces effectives de contact On modifie par paquet le statut des n uds de contact jusqu convergence Si cette convergence n est pas atteinte au bout du nombre maximal d it rations le calcul s arr te Ces op randes sont utilisables uniquement avec la formulation CONTINUE ou XFEM Op randes NB _RESOL STOP SINGULIER ITER MULT MAXI Ces 3 op randes sont accessibles pour les m thodes discr tes s appuyant sur la dualisation des conditions de contact frottement et la construction d un compl ment de Schur c est dire CONTRAINTE LAGRANGIEN et PENALISATION lorsque E N est non renseign NB _RESOL est le nombre de r solutions simultan es pour la construction du compl ment de Schur R aliser plusieurs r solutions simultan es permet de manipuler des matrices par blocs Augmenter nb resol acc l re la construc
7. convergence eLa valeur n gt 2 indique que l on fait n cycles r actualisation g om trique it rations jusqu convergence Remarque Si vous avez choisi une r actualisation contr l e avec n gt 1 et que Code_Aster d tecte la n cessit d une r actualisation g om trique il vous en avertira par une alarme Charge l utilisateur de d cider si l erreur commise n cessairement sup rieure 5 est acceptable ou non Il y a en effet un risque d erreur d appariement une maille a t appari e sur une configuration qui a boug et donc d interp n tration Dans le cas o l on r sout sur la g om trie initiale ou bien avec un seul cycle de r actualisation g om trique il n y a pas d avertissement car on ne peut pas calculer d erreur L utilisateur doit donc v rifier la validit de son choix Op randes ITER GEOM MAXI ITER FROT MAXI ITER CONT MAXI pour m thodes continues Ces op randes permettent de contr ler le nombre maximal d it rations des 3 boucles imbriqu es assurant la r solution des non lin arit s li es la prise en compte de contact frottement avec une m thode continue Rappelons que la boucle g om trique param tre ITER GEOM MAXI est une boucle qui sert r actualiser l appariement Le fonctionnement est peu de choses pr s identique aux m thodes discr tes Pour se placer dans un mode automatique il suffit de fixer un nombre d it rations maximal lev l algorithme cherche alors
8. Ce sch ma doit tre choisi la place du sch ma de Newmark ou HHT II n cessite un param tre THETA qui prend ses valeurs entre 0 5 et 1 THETA 1 donne le maximum d amortissement num rique 2 3 9 3 Op rande COMPLIANCE Cet op rande permet d activer le mod le de compliance pour la m thode CONTINUE Ce mod le prend en compte les aspects microscopiques des surfaces asp rit s et permet une r gularisation du mod le de contact de Signorini En dynamique l apport de ce mod le consiste en la possibilit d introduire une densit de percussion amortissante qui correspond la dissipation de l nergie du choc La loi de compliance introduite dans Code Aster est une loi polynomiale voir doc R5 03 521 Les trois param tres de la loi de compliance sont ASPERITE E NetE V COMPLIANCE NON DEFAUT OUI ASPERITE asperite R EN Aen R 9 EV 0 DEFAUT e v R 2 3 9 4 Op rande USURE Cet op rande permet lorsque le frottement est activ d utiliser le mod le d usure d Archard pour la m thode CONTINUE voir doc R5 03 52 Les deux param tres de la loi d Archard sont K et H 0 USURE SANS DEFAUT ARCHARD K k R H n R 2 3 10 M thode XFEM La formulation XFEM est une criture de type continue Par rapport la m thode continue disponible dans Code_Aster on ne dispose que de la version appel e LAGRANGIEN On ne modifie donc ventuellement que les coefficients COEF_REGU_ CO
9. 3526 LAGRANGIEN la m thode lagrangienne permet de traiter de fa on exacte par multiplicateurs de Lagrange des probl mes de contact avec ou sans frottement en 2D et 3D voir R5 03 50 eVERIF la m thode de v rification permet de contr ler si deux surfaces s interp n trent ou pas sans imposer les conditions de contact C est donc une m thode qui ne se pr occupe que de l aspect g om trique et qui est peu co teuse en termes de temps CPU On peut l utiliser par exemple pour contr ler que les deux l vres d une fissure ne s interp n trent pas CONTINUE la m thode continue permet de traiter de fa on exacte par multiplicateurs de Lagrange augment s des probl mes de contact avec ou sans frottement en 2D et 3D eXFEM la m thode XFEM est une m thode continue permettant d activer le contact frottement sur les l vres de la fissure 2 3 2 M thode VERIF Cette m thode r alise un contr le de l interp n tration de deux surfaces sans imposer les conditions de contact s il y a interp n tration elle restera S il y a interp n tration on aura une alarme Le param tre STOP_INTERP permet d arr ter le calcul au lieu d alarmer l utilisateur TOLE INTERP r gle la valeur d interp n tration homog ne une longueur STOP_INTERP Y NON DEFAUT OUI TOLE INTERP 0 DEFAUT tole R On peut indiquer le fond de fissure par le m
10. nalis e Il est homog ne la raideur de ressorts plac s entre les surfaces de contact pour emp cher l interp n tration Une valeur de l ordre du plus grand module d Young des solides en contact est initialement recommand e On augmentera la valeur du coefficient jusqu l obtention de r sultats stables En outre il est possible de contr ler les distances d interp n tration et donc d affiner son choix de coefficient ce qui n est pas le cas du glissement puisque l on ne sait pas a priori quelles sont les zones glissantes et non glissantes alors qu en cas de contact on peut v rifier que les distances d interp n tration ne sont pas farfelues ET valet val e t est le coefficient de p nalisation sur le glissement pour la m thode p nalis e Il n est n cessaire que lorsque le frottement est actif Il faut augmenter la valeur du coefficient jusqu l obtention de r sultats stables Dans le cas d une formulation p nalis e en frottement en 3D on a le param tre suivant COEF MATR FROT E 70s DEFAUT val_coef R Ce coefficient compris entre 0 et 1 permet de mod rer l effet d stabilisant de la partie n gative de la matrice de glissement qui est ajout e la rigidit tangente en 3D Plus ce coefficient est grand meilleure est la convergence lorsque l on est proche de l quilibre et plus la r solution est difficile loin de l quilibre Une valeur de 0 5 est donc initialement conseill e Le d
11. vision 3526 GROUP NO FOND Ino2 1 gr noeud MAILLE FOND Ilmal 1 maille GROUP MA FOND lgmal 1 gr maille fin si EXCLUSITON PIV NUL NON DEFAUT Z OUT COMPLIANCE NON DEFAUT OUI si COMPLIANCE OUlI ASPERITE asperite R EN en R E V 0 DEFAUT e v R fin si FORMULATION Z DEPL DEFAUT VITE ALGO CONT LAGRANGIEN DEFAUT AUGMENTE STABILISE si ALGO CONT LAGRANGIEN COEF REGU CONT 100 DEFAUT coef_regu_cont R fin si si ALGO CONT STABILISE COEF REGU CONT 100 DEFAUT coef_regu_cont R COEF STAB CONT 5 100 DEFAUT coef_stab_cont R fin si si ALGO CONT AUGMENTE COEF REGU CONT 100 DEFAUT coef_regu_cont R COEF STAB CONT 100 DEFAUT coef_stab cont R COEF PENA CONT 100 DEFAUT coef_pena_cont R fin si si FROTTEMENT COULOMB ITER FROT MAXT 2 DEFAUT iter frot maxi I COULOMB coef coulomb R SANS _ NOEUD FR lnol l_noeud SANS GROUP NO FR l1no2 1 gr noeud si SANS NOEUD FR ou SANS GROUP NO FR O EXCL FROT 1 Vx Vy Vz R O EXCL FROT 2 Vx Vy Vz R fin si SEUIL INIT E 0 DEFAUT seuil init R
12. 11 R vision 3526 STOP SINGULIER S OUI DEFAUT NON ITER MULT MAXI 4 DEFAUT mult maxi I fin si si FROTTEMENT COULOMB COULOMB val R COEF MATR FROT 0 DEFAUT val R ET val R fin si fin si si METHODE GCP RESI ABSO val R REAC ITER 3 DEFAUT val I ITER GCP MAXI 0 DEFAUT val I PRE COND SANS DEFAUT DIRICHLET 0 COEF RESI 1 DEFAUT val R ITER PRE MAXI 0 DEFAUT val R RECH LINEATRE ADMISSIBLE DEFAUT NON_ADMISSIBLE fin si si METHODE CONTINUE ITER CONT MAXT 30 DEFAUT iter_cont maxi T ITER GEOM MAXI 2 DEFAUT iter geom maxi I INTEGRATION NOEUD DEFAUT GAUSS SIMPSON SIMPSON1 SIMPSON2 NCOTES NCOTES1 NCOTES2 CONTACT _INIT NON DEFAUT OUI GLISSIERE NON DEFAUT OUI RACCORD LINE QUAD E NON DEFAUT OU si RACCORD LINE QUAD OU NOEUD RACC dln6l 1 noeud GROUP NO RACC Ino2 1 gr noeud fin si FOND FISSURE NON DEFAUT OUI si FOND FISSURE FOUT NOEUD FOND lnol l noeud Manuel d utilisation Fascicule u4 44 Conditions aux limites et chargements Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Version 9 Code Aster Titre Mots cl s CONTACT et LIAISON _UNILATER Responsable Thomas DE SOZA Date 12 05 2010 Page 8 26 Cl U4 44 11 R
13. Dirichlet Les directions de frottement exclues sont indiqu s par EXCL FROT 1 en 2D et EXCL FROT 1 EXCL FROT 2 en 3D L exclusion de la direction de frottement permet n anmoins de garder le caract re contactant d un n ud Op rande EXCLUS ION_PIV NUL Pour la formulation continue ce mot clef activ EXCLUSION PIV NUL OUlI permet d exclure automatiquement d ventuelles redondances entre les conditions aux limites de Dirichlet et les conditions de contact Ce m canisme ne permet pas de d tecter tous les cas en particulier il est inefficace sur les conditions aux limites non homog nes impliquant plus de deux n uds ou non crites dans le rep re principal X Y Z En pratique il n est donc efficace que pour DDL IMPO et LIAISON DDL Ce traitement peut s av rer co teux lorsque le nombre de n uds esclaves est grand L utilisateur peut utiliser la fonctionnalit SANS NOEUD SANS GROUP NO pour indiquer lui m me les n uds susceptibles d tre en conflit Op rande APPARIEMENT Dans le cas des formulations discr tes l appariement peut tre n ud facette MAIT ESCL ou nodal NODAL Pour l appariement nodal on crit une relation de non p n tration entre un n ud ma tre et un n ud esclave alors que pour l appariement n ud facette on crit cette relation entre un n ud esclave et sa projection sur la maille ma tre la plus proche voir R5 03 50 pour les d tails de la m thode d appariement
14. faut de 0 assure la convergence syst matique pour un temps de calcul plus long Ce coefficient est utilis pour traiter des contacts surfaciques avec frottement en 3D Il n est pas utilis le reste du temps 2 3 8 M thode LAGRANGIEN C est une m thode qui diff re de la m thode CONTRAINTE par le fait qu elle ne dispose pas de preuve de convergence la mise jour des contraintes actives se faisant par paquet et qu elle est utilisable en FROTTEMENT Dans le cas d une formulation lagrangienne en frottement en 3D on a le param tre suivant 0 COEF MATR FROT 0 DEFAUT val_coef R Ce coefficient compris entre 0 et 1 permet de mod rer l effet d stabilisant de la partie n gative de la matrice de glissement qui est ajout e la rigidit tangente en 3D Plus ce coefficient est grand meilleure est la convergence lorsque l on est proche de l quilibre et plus la r solution est difficile loin de l quilibre Une valeur de 0 5 est donc initialement conseill e Le d faut de 0 assure la convergence syst matique pour un temps de calcul plus long Ce coefficient est utilis pour traiter des contacts surfaciques avec frottement en 3D Il n est pas utilis le reste du temps 2 3 9 M thode CONTINUE Manuel d utilisation Fascicule u4 44 Conditions aux limites et chargements Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Code Aster Version 9 Titre Mots cl s CON
15. la r solution des in quations de contact c est le crit re d arr t sur les jeux de l algorithme it ratif RESI _ ABSO qu il faut comprendre par r sidu absolu repr sente le niveau d interp n tration tol r pour les corps en contact D un point de vue pratique il est conseill lors de la mise au point d une tude de partir d une valeur assez grossi re typiquement de l ordre de la taille des l ments au voisinage des surfaces de contact et de la diminuer pour obtenir une solution plus pr cise 2 3 4 2 Op rande PRE COND 0 PRE COND SANS DEFAUT DIRICHLET Manuel d utilisation Fascicule u4 44 Conditions aux limites et chargements Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Cod e A ster Version 9 Titre Mots cl s CONTACT et LIAISON_UNILATER Date 12 05 2010 Page 17 26 Responsable Thomas DE SOZA Cl U4 44 11 R vision 3526 Comme toute m thode de r solution it rative la m thode GCP peut tre acc l r e par usage d un pr conditionneur Un seul est aujourd hui disponible et il s agit d un pr conditionneur de Dirichlet Son usage peut dans certains cas acc l rer et diminuer sensiblement le temps de r solution COEF RESI ARA DEFAUT coef R La phase de pr conditionnement est r alis e par la r solution it rative d un probl me auxiliaire Ce mot cl permet de sp cifier la pr cision de
16. relations de contact sont crites entre les deux feuillets moyens pour les surfaces ma tres DIST_MAIT ou esclaves DIST_ESCL On compte la distance positivement dans le sens de la normale sortante la structure cf R5 03 50 Les grandeurs renseign es sont n cessairement des fonctions des variables d espace Si l utilisateur d sire une valeur fixe il doit d finir une fonction constante voir l op rateur DEFI CONSTANTE 2 2 12 2 Op randes DIST_POUTRE DIST COQUE CARA ELEM Semblables aux deux mots cl s pr c dents les mot clefs DIST POUTRE DIST COQUE et le renseignement obligatoire du mot_clef CARA ELEM qui leur est associ permet d introduire un jeu fictif qui repose sur la description de l l ment de structure dans le AFFE CARA ELEM que l utilisateur a utilis pour les l ments de poutre mod lisation POU_ le mot clef DIST POUTRE autorise le code prendre un jeu suppl mentaire correspondant au rayon de la section circulaire de la poutre pour les l ments de plaque ou de coque mod lisation DKT ou COQUE 3D par exemple le mot clef DIST COQUE autorise le code prendre un jeu suppl mentaire correspondant la demi paisseur autour du feuillet moyen d une coque 2 3 Choix des algorithmes et de la formulation Des op randes permettent de s lectionner une m thode de calcul suivant le type de contact 2D 3D et avec ou sans frottement que l on veut
17. traitement du contact On peut alors tenter de raffiner le maillage subdiviser le pas de temps ou changer la Valeur de ITER MULT MAXI 2 4 4 Op randes CONTACT _INIT SEUIL INIT Les op randes CONTACT _INIT et SEUIL INIT permettent de fixer respectivement les seuils de d marrage des boucles du contact et du frottement En effet l hypoth se de base de la r solution par boucles imbriqu es est de toujours chercher r soudre d abord un probl me sans contact tous les points sont suppos s non contactants et sans frottement tous les points glissent Il est n anmoins possible de forcer l algorithme prendre en compte le contact initial en renseignant CONTACT _INIT OUI et donner un seuil de glissement diff rent de z ro en renseignant SEUIL INIT Remarque le probl me de frottement de Coulomb tant r solu par une succession de boucles sur les seuils fixes de Tresca il est possible de simuler une loi de type Tresca en renseignant SEUIL INIT Et en for ant le nombre d it rations de frottement 1 ITER FROT MAXI I1 2 5 Structure de donn es VALE CONT Toutes les m thodes de contact avec ou sans frottement produisent une structure de donn es de type VALE CONT avec les composantes suivantes en chaque n ud esclave e CONT indicateur de contact frottant e 0 pas de contact e 1 contact adh rent uniquement si FROTTEMENT COULOMB e 2 contact g
18. valeur est fix e 0 50 Ce qui signifie que tout n ud esclave se projetant plus de 25 droite ou gauche dans le cas d un segment dont l l ment de r f rence est de longueur 2 cf R3 01 01 de la longueur de la maille ma tre ne sera pas reprojet Pour interdire compl tement la re projection il suffit de fixer TOLE PROJ EXT n gatif Cet op rateur est valable en 2D et en 3D dans ce dernier cas il s agit de l extension d une maille surfacique de contact Manuel d utilisation Fascicule u4 44 Conditions aux limites et chargements Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Cod e A ster Version 9 Titre Mots cl s CONTACT et LIAISON_UNILATER Date 12 05 2010 Page 14 26 Responsable Thomas DE SOZA Cl U4 44 11 R vision 3526 2 2 11 Choix des normales Par d faut la normale prise par Code_Aster pour valuer le jeu entre les deux surfaces est la normale ext rieure la maille maitre appari e au n ud esclave Il est toutefois possible de changer ce choix 2 2 11 1 Type de normale NORMALE En premier lieu il est possible de choisir le type de la normale ela normale ext rieure la maille ma tre NORMALE MAIT par d faut ela normale int rieure la maille esclave NORMALE ESCL eune moyenne entre les deux normales maitre et esclave NORMALE MAIT_ESCL 2 2 11 2 Choix des normales maitre ou esclave VECT_ MAIT VECT_ESCL Le choix de la norm
19. 2 2 7 Op rande EXCLUSION_PIV_NUE ss iiiiiiieeeeeeeereeereeeeeeereees 11 2 2 8 Op rande APPARIEMENT ii iiiiiiiieieerereeeeeeeeeeseeeeeeenenneeee 11 2 2 9 Op randes TYPE _APPA DIRE_APPA iiiiiieeeeerrereneeeeeeeeeeneenneeee 11 2 2 10 Op randes TOLE_APPA et TOLE_ PROJ_ EXT sus 12 2 2 11 Choix des normales iree rer ereer E Ee EA EE oraa etes een ere ent 12 2 2 11 1 Type de normale NORMALE ie 12 2 2 11 2 Choix des normales maitre ou esclave VECT MAIT VECT_ESCL 13 2 2 11 3 Lissage des normales LISSAGE 13 2 2 12 Modificatioridu eU sstts mme im tante tint ete tante nie EE ER 13 2 2 12 1 Op randes DIST_MAIT DIST_ESCL ennnen 13 2 2 12 2 Op randes DIST POUTRE DIST COQUE CARA ELEM 14 2 3 Choix des algorithmes et de la formulation 14 2 3 1 Choix de la formulation pour le contact sssseeeseseeeseeeeeertttttttnrtrtrnrnnnnnnnnnnsenererrentee enn 14 2 3 2 M thode V RIF 245855 mr ten nnttenn een enne entend fees tee ann aerea nee edia aE tits d etes 14 2 3 3 M thode CONTRAINTE 5 54 ves dinde ea r ea aeaa feet Eda aan aa aa Ka a Aerea tend 15 2 3 4 M thode GCP 532 he fiat eana a pae aa aeea aada aa aeta dat Taea hadaa dae Etal daN 15 234 1 Op rande RESLABSO Zarr sae een eaa ne den dates Naf de daat 15 2 34 2 Op rand PRE COND 16 28 egnede e eera eaea ideada anaa NE eE
20. Cod e A ster Version 9 Titre Mots cl s CONTACT et LIAISON_UNILATER Date 12 05 2010 Page 1 26 Responsable Thomas DE SOZA Cl U4 44 11 R vision 3526 Mots cl s CONTACT et LIAISON UNILATER 1 But Affecter des conditions de contact unilat ral et de frottement en m canique CONTACT ou des conditions unilat rales sur les autres degr s de libert LIAISON UNILATER Manuel d utilisation Fascicule u4 44 Conditions aux limites et chargements Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Cod e A ster Version 9 Titre Mots cl s CONTACT et LIAISON_UNILATER Date 12 05 2010 Page 2 26 Responsable Thomas DE SOZA Cl U4 44 11 R vision 3526 Table des mati res PBUT ET a a a a a a E N 1 2 Op rande CONTACTE RS TR a a O a a E E E E EE an 4 PAREAU D E LEEN PE E E E A ET AE E E ET TE E E E P E E T A E E E 4 2 2 Op ration d appariement seen 10 2 2 1 Op randes MAILLE _MAIT GROUP_MA MAIT MAILLE ESCL GROUP MA ESCL 10 2 2 2 Op rande FISS MA a nee Mt RSS Mr rare nntieeteea dates 10 2 2 3 Op randes SANS _NOEUD SANS _GROUP_NO eue 10 2 2 4 Op randes RACCORD _ LINE _QUAD GROUP_NO RACC NOEUD_RACC oee 10 2 2 5 Op randes FOND _FISSURE GROUP_NO FOND NOEUD FOND GROUP_MA_ FOND MAILLE FOND tn r a a one Men Rennes Bu nu ne etienne at 11 2 2 6 Op randes SANS NOEUD FR SANS GROUP NO FR 11
21. DE SOZA 3 5 Op rande NOM CMP Date 12 05 2010 Page 26 26 Cl U4 44 11 R vision 3526 Liste des composantes p degr s de libert sur lesquelles s exerce la relation unilat rale Ce peut tre n importe quel degr de libert port par le n ud Par exemple PRE PRE1 PRE2 TEMP ou encore DX DY ou DZ 3 6 Op rande METHODE L op rande METHODE permet de s lectionner l algorithme de r solution du probl me sous la condition unilat rale Pour l instant seule la m thode des contraintes actives CONTRAINTE est programm e 3 7 Op randes COEF IMPO et COEF MULT COEF_IMPO est la valeur r t impos e droite de la relation unilat rale COEF MULT est la liste des coefficients multiplicateurs amp utilis s devant chacun des ddis Les longueurs des listes COEF MULT et NOM CMP doivent bien entendu tre identiques Les coefficients r t et f peuvent tre des r els AFFE CHAR MECA ou des fonctions AFFE CHAR MECA F ventuellement du temps 3 8 Exemple On veut imposer la condition 1 3 PRI coef i coef ml coef m2 NOM CMP COI EF IMPO COI EF MULT E1 5 2 PR E2 lt 4 0 on aura alors PREl PRE2 coef i coef ml coef m2 Manuel d utilisation Fascicule u4 44 Conditions aux limites et chargements Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html
22. ILISE r en frottement COEF R EGU CONI frotteme Enfin l algorithme AUGME Les coefficients de type nt T et COEF STAI Le coefficient est alors unique et NT il est donn par COEF REGU CONT et est une version sans terme de p nalisation L utilisateur entre donc B CONT ainsi que CO EF REGU FROT et COEF STAB FROT en E est une version compl te comme l algorithme LAGRANGIEN mais avec possibilit d entrer ind pendamment les six coefficients REGU et STAB sont relatifs la r gularisation des lois de contact frottement lls peuvent prendre des valeurs de l ordre de grandeur du pas de temps en dynamique 105 10 jusqu beaucoup plus importante 500 par exemple Ces coefficients agissent sur la vitesse de convergence mais pas sur la pr cision du r sultat Les coefficients de type PI ENA permettent d ajouter un terme de stabilisation qui renforce la coercivit de l op rateur Leurs valeurs n influencent que la convergence Pour plus de d tails voir R5 03 52 2 3 9 1 L op rande INT Op rande INTEGRATION EGRATION permet de s lectionner une m thode d int gration num rique pour les termes de contact et de frottement dans le cas de la formulation continue INT EGRATION NO EUD GAUSS SI ST SI NCOT NCOT NCOT PSON PSON1 PSON2 ES ES1 ES2
23. L 10 nbresol STOP SINGULIER TOUI NON GLISSIERE NON OUI si GLISSIERE OUlI ALARME JEU 0 alarme fin si fin si si METHODE LAGRANGIEN NB RESOL 10 nbresol STOP_SINGULIER OUI NON ITER MULT MAXI 4 mult maxi si FROTTEMENT COULOMB COULOMB val COEF MATR FROT 0 val fin si fin si si METHODE PENALISATION EN val si E N non renseign 0 NB RESOL 10 nbresol Date 12 05 2010 Page 6 26 U4 44 11 R vision 3526 1 noeud 1 gr noeud DEFAUT R 1 gr maille DEFAUT DEFAUT R DEFAUT H DEFAUT ma X J L DEFAUT I DEFAUT DEFAUT I R DEFAUT R R DEFAUT I Manuel d utilisation Fascicule u4 44 Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Conditions aux limites et chargements Code Aster Version 9 Titre Mots cl s CONTACT et LIAISON_UNILATER Responsable Thomas DE SOZA Date 12 05 2010 Page 7 26 Cl U4 44
24. NGIEN CONTINUE XFEM FROTTEMENT SANS DEFAUT COULOMB Manuel d utilisation Fascicule u4 44 Conditions aux limites et chargements Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Code Aster Version 9 Titre Mots cl s CONTACT et LIAISON _UNILATER Responsable Thomas DE SOZA Date 12 05 2010 Page 5 26 Cl U4 44 11 R vision 3526 fin si Si m thodes maill es c est dire si METHODE XFEM MAILLE MAIT Imal l maille GROUP MA MAIT lgmal L gr maille MAILLE ESCL Ima2 _maille GROUP MA ESCL lgma2 gr maille APPARTEMENT MAI T_ESCL i DEFAUT NODAL NORMALE MAIT DEFAUT ESCL MAIT_ESCL LISSAGE NON DEFAUT OUI VECT _MAIT AUTO DEFAUT FIXE VECT_Y si VECT MAIT FIXE AIT FIXE Yx Yy YZ R fin si si VECT MAIT VECI Y AIT_VECT_Y YX Yy XZ R fin si VECT_ESCL AUTO DEFAUT FIXE VEC
25. NT et COEF REGU FROT les autres coefficients tant gaux COEF REGU CONT 100 DEFAUT coef_regu_cont R O COEF REGU FROT 100 DEFAUT coef_regu frot R Manuel d utilisation Fascicule u4 44 Conditions aux limites et chargements Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Cod e A ster Version 9 Titre Mots cl s CONTACT et LIAISON_UNILATER Date 12 05 2010 Page 21 26 Responsable Thomas DE SOZA Cl U4 44 11 R vision 3526 2 3 10 1 Op rande INTEGRATION INTEGRATION FPG4 DEFAUT GAUSS EPG2 EPG3 EPG6 EPG7 NOEUD SIMPSON SIMPSON1 NCOTES NCOTES1 NCOTES2 Ce mot cl a la m me signification que celui de la m thode CONTINUE cf 2 3 9 1 2 3 10 2 Op rande ALGO LAGR Il existe deux autres param tres sp cifiques la formulation XFEM Le premier est le choix de l algorithme d limination des Lagrange de frottement pour satisfaire la condition LBB voir R7 02 12 ALGO LACR VERSION1 DEFAUT NON VERSION2 Ce param tre est d un usage destin aux experts 2 3 10 3 Op rande COEF_ ECHELLE 2 4 2 4 1 La m thode XFEM tant bas e sur une formulation hybride deux champs d placements et pressions dans certaines situations une grande diff rence entre les diff rentes termes conduit une matrice de rigidit mal conditionn e En effet les termes correspon
26. TACT et LIAISON _UNILATER Responsable Thomas DE SOZA Date 12 05 2010 Page 19 26 Cl U4 44 11 R vision 3526 La formulation continue est une g n ralisation des m thodes lagrangienne Dans la documentation de r f rence R5 05 321 on explique les diff rentes versions La formulation continue est une formulation lagrangienne p nalis e avec augmentation Chacun de ces termes augmentation r gularisation et p nalisation est donn e par six coefficients trois pour le contact et trois pour le frottement EFAUT NO NO VU TO WU VE Pour choisir les diff rentes versions on utilise plut t deux mots clefs un pour le contact et un pour le COEF REGU CONT 100 coef_regu_con COEF _ REGU FROT 100 coef_regu_fro 0 COEF _ STAB CONT 100 coef_stab_con COEF STAB FROT 100 coef_stab fro O COEF PENA CONT 100 coef_pena_con O COEF _ PENA FROT 100 coef_pena_fro frottement ALGO CONT LAGRANGIEN STABILISE AUGMENTE ALGO FROT LAGRANGIEN STABILISE AUGMENTE L algorithme LAGRANGI EFAUT EFAUT EN correspond la formulation continue historique et permet de prendre en compte la fois l augmentation des conditions de contact frottement leur r gularisation et leur stabilisation COEF R EGU_FRO L algorithme STAI B
27. T_Y si VECT _ESCL FIXE ESCL FIXE Yx Yy Yz R fin si si VECT_ESCL VECT Y ESCL VECT Y Yx Yy Yz R fin si TYPE APPA PROCHE DEFAUT FIXE si TYPE APPA FIXE DIRE APPA Yx Yy YZ R fin si TOLE APPA 1 0 DEFAUT tole R DIST MAIT dist mait FONCTION DIST_ESCL dist escl FONCTION si m thodes discr tes c est dire si METHODE CONTINUE DIST_POUTRE NON DEFAUT FOUT DIST COQUE NON DEFAUT OUI si DIST POUTRE OUI ou DIST COQUE OUT CARA ELEM cara CARA _ ELEM fin si fin si Manuel d utilisation Fascicule u4 44 Conditions aux limites et chargements Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Code Aster Version 9 Titre Mots cl s CONTACT et LIAISON_UNILATER Responsable Thomas DE SOZA Cl 0 SANS NO lnol SANS GROUP NO Ino2 fin si 0 TOLE PROJ EXT 0 5 tole si METHODE VERIF GROU P_MA FOND lgmal STOP_INTERP YNON 4 YOUI TOLE INTERP 0 tole fin si si m thodes discr tes O REAC _ GEOM AUTOMATIQUI SANS CONTROLE GSA si REAC _ GEOM CONTROLE NB REAC GEOM val fin si fin si si METHODE CONTRAINTE NB RESO
28. a Ea a AAEE ata 15 2 3 4 3 Op rande RECH LINEARE e a r aaae Ead eer aoada didada dal aatal 15 2 3 4 4 Op rande REAC ITER taasan dan teeren darte aa e aia aaaea daea iea auditat 16 2 3 5 M thode GLISS ERE a hear te nee E aaa a aa a Eaa aaa radar 16 2 3 6 Choix de la formulation principale pour le frottement 16 2 3 7 M thode PENALISATION id iiii ieieeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeneesneeeeeeeeeeee 16 2 3 8 M thode LAGRANGIEN ii iiiiiiiiisieeesresreneeeeeeeeeeeneeeeeneneneneees 17 2 3 9 M thode CONTINUE iii 17 2 3 9 1 Op rande INTEGRATION SL iiiiiieeeeerrrereeeeeenne 18 2 3 9 2 Op rande FORMULATION ii iiereereeeereeeeeeeeenne 18 Manuel d utilisation Fascicule u4 44 Conditions aux limites et chargements Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Cod e A ster Version 9 Titre Mots cl s CONTACT et LIAISON_UNILATER Date 12 05 2010 Page 3 26 Responsable Thomas DE SOZA Cl U4 44 11 R vision 3526 2 3 9 3 Op rande COMPLIANCE e eaaa ita aaa e a Aa a e eT 18 2 3 9 4 Op rande USURE r erreur a aa a a en rer ee ne nes 19 2 3 10 M thode XFEM 323 re tt anis ne Eaa E AE Re et nt 19 2 3 10 1 Op rande INTEGRATION iii 19 2 3 10 2 Op rande ALGO LAGR iii diiierrieeeeeeneeeeeeeeeeennn 19 2 3 10 3 Op rande COEF ECHELLE iii 19 2 4 Contr le des algorithmes ss 20 2 4 1 Op ran
29. ale sur la maille esclave ou sur la maille maitre peut se faire de plusieurs mani res diff rentes automatiquement la normale est calcul e par l utilisation des fonctions de forme de l l ment c est l option AUTO fixe et donn e directement par l utilisateur c est l option FIXE On entre alors la normale avec le mot clef MAIT FIXE OUESCL FIXE variable et donn e indirectement par la tangente c est l option vECT_Y L utilisateur donne alors la direction du second vecteur tangent par le mot clef MAIT VECT _Y ou ESCL VECT Y Le code reconstitue alors la normale partir de la premi re tangente de la maille Une direction fixe option VECT ESCL FIXE est n cessaire si le n ud esclave est de type POI1 et qu on utilise l option NORMALE ESCL o NORMALE ESCL MAIT Une direction variable donn e par la seconde tangente VECT MAIT VECT Y est particuli rement utilis e dans le cas des poutres qui ne se d forme que dans un plan Dans ce cas l utilisation de l option de type VECT Y permet de r actualiser continument la normale pendant que la poutre se d forme VECT Y ST T N T2 Comme ici T1 1 0 0 et T2 1 0 0 avec VECT Y 0 0 1 on obtient la normale souhait e pour chaque poutre N1 0 1 0 et T2 0 1 0 Attention au fait que tout ceci est enti rement li l orientation de chaque poutre On peut fixer l orientation de ch
30. aque poutre l aide du mot cl ORIE LIGNE de l op rateur MODI MAILLAGE U4 23 04 2 2 11 3 Lissage des normales LISSAGE L op rande LISSAGE permet de lisser les normales aux surfaces de contact intervenant dans le calcul de la matrice de contact On notera Q un n ud quelconque des surfaces de contact ma tre ou esclave P un n ud de la surface esclave et M le n ud ma tre obtenu par projection du n ud P Le lissage se fait en deux tapes e la premi re tape du lissage consiste effectuer une moyenne des normales aux mailles qui contiennent le n ud Q Manuel d utilisation Fascicule u4 44 Conditions aux limites et chargements Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Cod e A ster Version 9 Titre Mots cl s CONTACT et LIAISON_UNILATER Date 12 05 2010 Page 15 26 Responsable Thomas DE SOZA Cl U4 44 11 R vision 3526 e la seconde tape consiste calculer une moyenne des normales aux sommets de la maille contenant M Cette moyenne tant pond r e par les fonctions de forme associ es M Le lissage prend en compte les options de normales d cid es par les mots cl s VECT_MAIT et VECT ESCL 2 2 12 Modification du jeu 2 2 12 1 Op randes DIST_MAIT DIST_ESCL Ces op randes permettent de prendre en compte des trous ou des bosses non maill s dans le cas des formulations maill es hors XFEM ou l paisseur des coques les
31. dant la rigidit m canique sont en RE avec E le module de Young et h une taille caract ristique de la maille et les termes correspondant aux relations de contact sont en Il reste donc un rapport hE entre les deux Le param tre COEF ECHELLE permet d appliquer un multiplicateur sur les termes correspondants aux Lagrange de contact COEF ECHELLE 1 E 6 DEFAUT coef R La valeur par d faut permet de traiter des probl mes m caniques avec des produits AE variant entre 1 et 101 Ce param tre est d un usage destin aux experts Contr le des algorithmes Toutes les formulations avec r actualisation g om trique utilisent un algorithme de type point fixe pour r soudre la non lin arit d appariement Les algorithmes r solvant les probl mes en formulation continue ou XFEM utilisent trois boucles de r solution imbriqu es pour r soudre la non lin arit d appariement de seuil et de contact Op rande REAC GEOM pour les formulations discr tes Cet op rande indique sur quelle configuration g om trique est trait le probl me de contact e REAC_GEOM AUTO on r actualise automatiquement la g om trie i e le nombre de cycles r actualisation g om trique it rations jusqu convergence n est pas fix par avance mais ob it un crit re interne de convergence g om trique C est l option par d faut conseill e pour r soudre correctement la non li
32. de REAC_GEOM pour les formulations discr tes 20 2 4 2 Op randes ITER GEOM_ MAXV ITER_FROT _MAX ITER_CONT_MAXI pour m thodes CONINUSS rt ne en Re Li AE PUR Te E Mt e e 20 2 4 3 Op randes NB_RESOL STOP_SINGULIER ITER_MULT MAXI 21 2 4 4 Op randes CONTACT INIT SEUIL_INIT iii 21 2 5 Structure de donn es VALE_ CONT iiiiiiiiieeeeeeeerereerenes 21 3 Op rande LIAISON _UNILATER iii diieireieeereneieeeeeieeeeenieeeneeeeeeeees 23 I ES Le EE EEE PRE PL PO ee LP UE 23 CPAS ILE CT EE A AE PT E E E E TAT 23 3 3 Op randes MAILLE GROUP _MA NOEUD GROUP NO iii 23 3 4 Op randes SANS NOEUD SANS GROUP_NO iii 23 3 5 Op rand NOM O MP nette ane Per enr ne dre ne tee re nn Aer te A an tete 23 3 6 Op rande METHODE iien eoria i a rentree ne na EE en nel o ne mr ne nant aaa Eaa 24 3 7 Op randes COEF_IMPO et COEF_ MULT iii 24 3 0 Exemple E E A nan sn e en nan genes diner e A Re emma n rene EUR tenues 24 Manuel d utilisation Fascicule u4 44 Conditions aux limites et chargements Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Cod e A ster Version 9 Titre Mots cl s CONTACT et LIAISON_UNILATER Date 12 05 2010 Page 4 26 Responsable Thomas DE SOZA Cl U4 44 11 R vision 3526 2 Op rande CONTACT Mot cl facteur utilisable pour d crire les zones soumises des conditions de contact unilat ral avec ou sans frottemen
33. ens de l in galit Ce type de condition n est utilisable qu avec les op rateurs non lin aires STAT NON LINE et DYNA NON LINE 3 2 Syntaxe LIAISON UNILATER F METHODE CONTRAINTE DEFAUT MAILLE mal l maille GROUP MA Ilgmal l gr maille NOEUD Inot 1 noeud GROUP NO Ignol 1 gr noeud 0 SANS NO Ingl 1 noeud 9 SANS GROUP NO Ino2 1 gr noeud NOM CMP liste cmp TXM Si AFFE CHAR MECA COEF IMPO liste val R COEF MULT liste val R Si AFFE CHAR MECA F COEF IMPO liste_fct FONCTION COEF MULT liste fct FONCTION 0 NB RESOL 10 DEFAUT nbresol I 3 3 Op randes MAILLE GROUP MA NOEUD GROUP NO La condition unilat rale s exprime sur les n uds du maillage donn s sous les mot clefs NOEUD ou GROUP NO On peut n anmoins donner les mailles portant les n uds gr ce aux mots clefs MAILLE et GROUP MA Contrairement au cas du contact comme les conditions sont nodales il est inutile d orienter les normales aux mailles de peau dans le cas LIAISON UNILATER 3 4 Op randes SANS NOEUD SANS GROUP NO Ces op randes permettent d exclure des n uds de la liste des n uds de la m me mani re que pour l op rateur CONTACT Manuel d utilisation Fascicule u4 44 Conditions aux limites et chargements Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Code Aster Version 9 Titre Mots cl s CONTACT et LIAISON_UNILATER Responsable Thomas
34. i es avec le n ud esclave Si TOLE APPA val avec val un r el positif alors seules les mailles maitres situ es en 3D dans la sph re en 2D dans le cercle de rayon val centr e au n ud esclave peuvent tre appari s Dans certaines conditions Code Aster d tecte du contact entre deux surfaces alors qu il y en a pas Le probl me vient d abord d une d finition incorrecte et imparfaite des surfaces susceptibles d entrer en contact Prenons le cas du contact en 2D les surfaces de contact sont donc des segments Code Aster proc de une re projection sur la surface ma tre lorsqu un n ud esclave se projette en dehors de celle ci esclave ma tre Une solution consiste interdire cette re projection esclave ma tre Cependant cette solution ne tient pas compte des cas limites et peut provoquer des interp n trations intempestives si jamais le maillage n est pas optimal ce qui est difficile assurer dans le cadre des grandes transformations On a donc opt pour une solution interm diaire en limitant l extension de la surface ma tre lors de la reprojection esclave ma tre Re projection Pas de re projection on est dans la tol rance La valeur limite de cette re projection est fix e par le mot clef TOLE PROJ EXT qui prend pour argument la valeur rapport e l l ment de r f rence de l extension de la maille ma tre dans laquelle on autorise la re projection Par d faut cette
35. ion EF diff rents ici l un est lin aire l autre est quadratique des conditions de raccord y sont alors appliqu es afin d assurer la continuit des d placements et viter les trous en surface ce qui peut engendrer des relations surabondantes syst mes matriciels singuliers et donc pivots nuls On peut alors utiliser l option RACCORD_ LINE QUAD OUI pour traiter ce conflit entre ces conditions de raccordement surfacique cin matique lin aire quadratique et les conditions de contact Manuel d utilisation Fascicule u4 44 Conditions aux limites et chargements Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Cod e A ster Version 9 Titre Mots cl s CONTACT et LIAISON_UNILATER Date 12 05 2010 Page 12 26 Responsable Thomas DE SOZA Cl U4 44 11 R vision 3526 2 2 5 2 2 6 2 2 7 2 2 8 On renseigne alors la liste des n uds sur lesquels portera le traitement th orique pr cis dans la documentation de r f rence R5 03 52 par l interm diaire des mot cl s GROUP NO QUAD ou NOEUD QUAD Op randes FOND _FISSURE GROUP NO FOND NOEUD FOND GROUP MA FOND MAILLE FOND Dans le cas d une formulation continue et lorsqu un mod le comporte un fond de fissure avec l utilisation de la technique de Barsoum pour le calcul des coefficients de concentration des contraintes on peut avoir des probl mes d incompatibilit s lors de la r solution du probl me tangent num ri
36. la r solution de ce probl me par COEF_RESI RESI ABSO 2 3 4 3 Op rande RECH_LINEAIRE RECH_LINEAIRE ADMISSIBLE DEFAUT NON_ADMISSIBLE La m thode de r solution GCP n cessite une phase appel e recherche lin aire Deux variantes sont disponibles admissible ou pas 2 3 4 4 Op rande REAC_ITER REAC ITER 3 DEFAUT reac La m thode de r solution GCP utilise des directions de recherche conjugu es les unes aux autres dans la m me logique qu un gradient conjugu classique Toutes les reac it rations ces directions sont r initialis es 2 3 5 M thode GLISSIERE GLISSIERE NON DEFAUT OUI Cette option est disponible uniquement pour la m thode CONTRAINTE la m thode CONTINUE et la m thode XFEM Elle permet d activer le mode de contact bilat ral ou en glissi re dans lequel deux surfaces se trouvant en contact restent coll es c est dire avec un jeu nul quelque soit l volution du chargement Elle autorise de grands glissements relatifs et le mode glissi re n est pas activ avant que les surfaces soient effectivement en contact elle ne colle pas a priori deux surfaces distantes d un jeu non nul si le chargement ne l implique pas ALARME JEU _ 0 0 DEFAUT alarm jeu R L op rande ALARME JEU
37. lissant e JEU valeur du jeu e RN norme de la r action normale de contact e RNX composante suivant DX de la r action normale de contact e RNY composante suivant DY de la r action normale de contact e RNZ composante suivant DZ de la r action normale de contact e GLIX composante suivant t du glissement tangentiel rep re local e GLIY composante suivant t du glissement tangentiel rep re local e GLI norme du glissement tangentiel e RTAX composante suivant DX de la force tangentielle d adh rence e RTAY composante suivant DY de la force tangentielle d adh rence e RTAZ composante suivant DZ de la force tangentielle d adh rence e RTGX composante suivant DX de la force tangentielle de glissement e RTGY composante suivant DY de la force tangentielle de glissement e RTGZ composante suivant DZ de la force tangentielle de glissement e RX composante suivant DX de la force de contact frottant RNX RTAX RTGX e RY composante suivant DY de la force de contact frottant RNY RTAY RTGY e RZ composante suivant DZ de la force de contact frottant RNZ RTAZ RTGZ Manuel d utilisation Fascicule u4 44 Conditions aux limites et chargements Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Cod e A ster Version 9 Titre Mots cl s CONTACT et LIAISON_UNILATER Date 12 05 2010 Page 24 26 Responsable Thomas DE SOZA Cl U4 44 11 R vision 3526 e R norme de la force de co
38. n arit Manuel d utilisation Fascicule u4 44 Conditions aux limites et chargements Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Cod e A ster Version 9 Titre Mots cl s CONTACT et LIAISON_UNILATER Date 12 05 2010 Page 22 26 Responsable Thomas DE SOZA Cl U4 44 11 R vision 3526 d appariement Elle assure que les conditions de contact ont t impos es sur une configuration initiale qui diff re de moins de 5 de la configuration trouv e REAC GEOM SANS on travaille sur la g om trie initiale Cette option n est valable que dans l hypoth se de petites perturbations ou quand la normale aux surfaces de contact ne change pas au cours du calcul eREAC_GEOM CONTROLE lorsque le crit re automatique ne parvient pas tre satisfait ou lorsque l utilisateur souhaite une meilleure pr cision c est dire inf rieure 5 il doit contr ler lui m me la r actualisation g om trique et pour cela il doit indiquer 2 4 2 2 4 3 NB REAC GEOM n C est le nombre de cycles de r actualisations g om triques qui seront effectu s par pas de charge Pla ons nous un pas de charge donn eLa valeur 1 indique qu convergence on r actualise la g om trie et on passe au pas de charge suivant eLa valeur 2 indique qu convergence on ne passe pas au pas de charge suivant On r actualise la g om trie et on r it re jusqu
39. ntact frottant e I percussion de la r sultante R de la force de contact frottant e IX percussion de la composante suivant DX de la force de contact frottant e IY percussion de la composante suivant DY de la force de contact frottant e IZ percussion de la composante suivant DZ de la force de contact frottant Elle s imprime comme suit sous forme de table MATABLE POST RELEVE T ACTION F INTITU E INFOS FROTTEMENT GROUP NO ESCLAVE RESULTAT U INST 10 TOUT CMP OUI N O OM CHAM VALE CONT PERATION EXTRACTION CI IMPR TABLE TABLE MATABLE Il convient de remarquer que les quantit s correspondant aux r actions de contact frottement sont des efforts nodaux en unit de force au sens de la formulation EF et non des pressions de contact En mod lisation axisym trique tout comme pour l option FORC NODA ou REAC NODA il faut donc multiplier les valeurs obtenues par 277 pour obtenir la r sultante cf U4 81 02 Plus g n ralement pour avoir acc s aux pressions de contact deux m thodes sont possibles suivant la formulation esi l on est dans le cas d une formulation discr te il faut r cup rer les contraintes l int rieur des l ments finis SIEF ELGA et les extrapoler aux n uds sur la peau il y a donc approximation esi l on est dans le cas d une formulation continue la pression de contact et la pression de f
40. ormulations discr tes voir R5 03 50 qui correspondent aux m thodes CONTRAINTE GCP PENALISATION et LAGRANGIEN 2 La formulation continue voir R5 03 521 qui correspond la m thode CONTINUE 3 Les formulations sur les l ments XFEM voir R7 02 12 et R5 03 53 pour la version grands glissements qui correspondent la m thode XFEM Avant de faire un calcul avec contact utilisant le mot cl CONTACT il est indispensable d avoir lu les documentations de r f rence ainsi que la documentation U2 04 04 de conseils aux utilisateurs qui explicitent le r le de la plupart des mots cl s d crits ci dessous et donnent les pr cautions d utilisation noter que le solveur GCPC ne doit pas tre utilis avec le contact Toutes les m thodes de r solution du contact frottement formulations discr tes R5 03 50 ou formulation continue R5 03 52 dites formulations maill es par opposition la formulation XFEM reposent sur une strat gie en deux temps eune op ration d appariement qui consiste trouver quelles mailles et quels n uds sont potentiellement en situation de contact eune op ration de r solution proprement dite qui consiste r soudre le probl me de contact unilat ral avec ou 2 1 sans frottement Syntaxe CONTACT F 0 METHODE NTRAINTE DEFAUT NALISATION GRANGIEN ERIF ONTINUE FEM si METHODE PENALISATION LAGRA
41. ot clef GROUP MA FOND Ce mot clef permet d exclure du contact tous les n uds qui se trouvent en fond de fissure et qui risqueraient donc d tre communs la surface maitre et la surface esclave 2 3 3 M thode CONTRAINTE Cette permet de r soudre des probl mes de contact sans frottement de mani re exacte aucune interp n tration n est tol r e Elle est particuli rement rapide et robuste sa convergence est prouv e La r solution du syst me d in quations r sultant du contact s appuyant sur la construction explicite d un compl ment de Schur son utilisation est limit e quelques centaines de liaisons de contact Au del les co ts m moire et calcul deviennent trop important 2 3 4 M thode GCP Cette m thode permet de r soudre des probl mes de contact sans frottement Elle r sout avec une pr cision r glable ventuellement tr s lev e les conditions de contact l aide de multiplicateurs de Lagrange Elle est en tout point semblable la m thode CONTRAINTE la diff rence pr s qu elle est de nature totalement it rative et donc tr s peu gourmande en m moire En d autres termes le surco t de stockage li la prise en compte du contact est quasiment nul Cette sp cificit a pour effet de la rendre particuli rement adapt e aux cas impliquant des nombres importants de liaisons de contact 2 3 4 1 Op rande RESI_ABSO RESI ABSO resi R Ce mot cl permet de r gler la pr cision de
42. outes hors XFEM l utilisateur fournit la liste des mailles de contact potentielles de la surface ma tre MAILLE MAIT ou GROUP MA MAIT et de la surface esclave MAILLE ESCL ou GROUP MA ESCL Ces mailles doivent tre surfaciques ou lin iques en dimension 3 QUAD9 QUAD8 QUADA et TRIA7 TRIAG TRIA3 et SEG3 SEG2 lin iques et concentr es en dimension 2 SEG3 SEG2 et POI Le nombre de mailles et de n uds des deux surfaces peut tre diff rent Attention Il est important de v rifier que la connectivit de ces mailles est telle que la normale est sortante la structure pour ce faire voir MODI MAILLAGE mot cl ORIE PEAU 2D ORIE PEAU 3D ORIE NORM COQUIU4 23 04 Par ailleurs il faut s assurer que les structures ne tiennent pas que par le contact notamment dans le cas d un chargement en force impos e les mouvements de corps rigide doivent tre bloqu s par des conditions aux limites appropri es Une bonne fa on de le v rifier est d effectuer un calcul avec l op rateur MECA STATIQUE ou avec les op rateurs STAT NON LINE DYNA NON LINE en enlevant les conditions de contact du chargement Dans toute la suite on utilisera le concept ma tre esclave les n uds de la surface esclave ne peuvent pas p n trer dans les facettes ou les n uds de la surface ma tre Dans le cas de l appariement de type MAIT ESCL la surface ma tre est celle d finie par MAILLE MAIT ou GROUP MA MAIT Dans le ca
43. rottement sont accessibles directement comme inconnues du probl me composantes LAGS C LAGR F1 et LAGR F2 du champ DEPL Enfin il faut savoir qu avec la m thode CONTINUE seul le statut contactant est calcul c est dire que CONT vaut 0 pas de contact ou 1 contact adh rent ou glissant Manuel d utilisation Fascicule u4 44 Conditions aux limites et chargements Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Cod e A ster Version 9 Titre Mots cl s CONTACT et LIAISON_UNILATER Date 12 05 2010 Page 25 26 Responsable Thomas DE SOZA Cl U4 44 11 R vision 3526 3 Op rande LIAISON UNILATER 3 1 But Mot cl facteur utilisable pour d finir une condition unilat rale in quation de type nodal sur des degr s de libert quelconques tel que gt a 1 p lt r t avec P la valeur du degr de libert d un n ud d placement pression temp rature r t une valeur num rique impos e constante ou fonction et amp un coefficient r el quelconque L imposition d une condition unilat rale de type contact m canique doit se faire par l op rateur CONTACT Par rapport ce dernier LIAISON_UNILATER est purement nodal et ne proc de aucun appariement des surfaces On remarquera que le param tre amp permet aussi si son signe est n gatif d inverser le s
44. s du contact entre les l vres de fissure En effet e interpolation polynomiale n tant plus quadratique cause du d placement des n uds milieux au quart on doit veiller contr ler l influence des l ments de Barsoum sur l int gration des termes de contact Les sch mas d int gration de type Simpson ou Newton Cotes avec subdivision en sous l ments d int gration virtuels permettent d int grer proprement les contributions l mentaires des l ments de contact en fond de fissure e les degr s de libert de contact aux n uds de fond de fissure n ont aucune signification physique car appartenant la fois aux surfaces ma tre et esclave e la transformation g om trique en certains n uds particuliers des mailles modifi es en fond de fissure est singuli re On peut alors utiliser l option FOND FISSURE OUI pour traiter ces probl mes d incompatibilit s entre les conditions de contact et la technique de Barsoum en fond de fissure On renseigne la liste des n uds 2D 3D ou des mailles 3D sur lesquels portera le traitement th orique pr cis dans la documentation de r f rence R5 03 52 par l interm diaire des mot cl s GROUP NO FOND NOEUD FOND GROUP MA FOND OU MAILLE FOND Op randes SANS NOEUD FR SANS GROUP NO FR Pour la formulation continue ces mots clefs permettent l utilisateur d exclure des directions de frottement qui risquent d entrer en conflit avec d autres conditions aux limites de
45. s de l appariement de type NODAL disponible uniquement pour les formulations discr tes la surface ma tre est celle qui doit comporter le plus de n uds Si ce n est pas le cas l utilisateur est arr t par un message d erreur et invit intervertir les deux surfaces Remarque Il est impossible de m langer les mod lisations purement bi dimensionnelles contraintes planes C PLAN d formations planes D PLAN et axisym triques AXIS avec les mod lisations tri dimensionnelles Les surfaces ma tre et esclave doivent tre de m me nature 2D 2D ou 3D 3D Un message d erreur vous arr tera dans le cas contraire Notons qu une poutre une plaque ou une coque sont de dimension 3 et qu il est donc possible de faire du contact poutre 3D ou poutre plaque Op rande FISS MAIT Pour les formulations non maill es le cas XFEM l utilisateur fournit la liste des fissures de contact potentielles FISS MAIT Ces fissures sont issues de l op rateur DEFI FISS XFEM Op randes SANS NOEUD SANS GROUP NO Ces op randes permettent d exclure des n uds de la liste des n uds esclaves op ration qui est recommand e pour des n uds soumis des conditions aux limites dans la direction attendue du contact exemple encastrement Op randes RACCORD LINE QUAD GROUP NO RACC NOEUD RACC Dans le cas d une formulation continue et lorsque l on a au sein du m me mod le des maillages non compatibles avec des ordres d interpolat
46. t Ces zones une pour chaque occurrence du mot cl facteur comprennent chacune deux surfaces pouvant entrer en contact qui sont d crites par la donn e des mailles qui les constituent Ce type de conditions aux limites n est implant que dans les op rateurs STAT NON LINE U4 51 03 et DYNA NON LINE U4 53 01 Les ensembles de mailles potentiellement en contact sont surfaciques et lin iques en dimension 3 QUAD9 QUAD8 QUAD4 et TRIA7 TRIA6 TRIA3 et SEG3 SEG2 lin iques et concentr es en dimension 2 SEG3 SEG2 et POI1 Les mailles de type POI1 doivent obligatoirement tre sur la surface esclave Elles ne sont pas utilisables avec la m thode CONTINUE Attention Pour les formulations discr tes en dimension 3 le traitement du contact avec des mailles surfaciques quadratiques de type QUAD8 n cessite de lier les n uds milieux des c t s aux sommets de fa on avoir des r sultats corrects de m me pour les mailles QUAD9 et TRIA7 associ es la mod lisation COQUE _3D Cette op ration est faite automatiquement dans le code N anmoins pour les calculs 3D milieux continus avec des l ments h xa driques quadratiques l utilisation d l ments HEXA27 faces QUAD9 est fortement conseill e Les structures tudi es peuvent subir de grands glissements l une par rapport l autre Cette formulation en g om trie r actualis e existe en trois variantes diff rentes 1 Les f
47. tion du compl ment de Schur mais fait perdre de la place m moire nb resol 10 est un bon compromis Ce param tre est r serv un usage d expert Manuel d utilisation Fascicule u4 44 Conditions aux limites et chargements Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Cod e A ster Version 9 Titre Mots cl s CONTACT et LIAISON_UNILATER Date 12 05 2010 Page 23 26 Responsable Thomas DE SOZA Cl U4 44 11 R vision 3526 STOP_SINGULIER permet de d sactiver l erreur fatale apparaissant si le compl ment de Schur est singulier suite une perte importante de d cimales dans la factorisation 8 d cimales par d faut On renseigne pour cela STOP_SINGULIER NON Ce param tre est r serv un usage d expert ITER MULT MAXI permet de fixer le nombre maximum d it rations de l algorithme de r solution du contact frottement par activation simultan e de liaisons c est dire LAGRANGIEN et PENALISATION lorsque E_N est non renseign On ne dispose pas en effet de preuve de convergence dans ce cas Le nombre d it rations maximal Nmax est fix par ITER MULT MAXI Nesclaves o Nesclaves est le nombre de n uds esclaves Par d faut ITER MULT MAXI est fix 4 sauf pour la m thode des contraintes actives o la valeur n est pas modifiable et reste fix e 2 Si on d passe le nombre maximum d it rations de contact frottement on obtient le message d erreur Echec dans le
48. traiter 2 3 1 Choix de la formulation pour le contact Pour s lectionner le type de formulation on utilise le mot clef METHODE ONTRAINTE CP ENALISATION GRANGIEN RIF NTINUE EM J METHODE EFAUT t HONRAS SSS x Q lt HU Q Q Hj om Cet op rande permet d utiliser les diff rentes m thodes de r solution CONTRAINTE par d faut on traite le probl me du contact unilat ral exact sans frottement avec la m thode des contraintes actives voir R5 03 50 eGCP cest une m thode it rative proche de la m thode CONTRAINTE mais qui est particuli rement adapt e aux cas o le nombre de liaisons de contact est tr s lev PENALISATION la m thode p nalis e permet de traiter soit edes probl mes de contact p nalis sans frottement 2D ou 3D si on renseigne E_N edes probl mes de contact avec frottement en 2D ou 3D avec une p nalisation sur les termes de frottement uniquement si on renseigne E_T et une p nalisation sur les termes de contact et de frottement si on renseigne E_T et E_N voir R5 03 50 Manuel d utilisation Fascicule u4 44 Conditions aux limites et chargements Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Cod e A ster Version 9 Titre Mots cl s CONTACT et LIAISON_UNILATER Date 12 05 2010 Page 16 26 Responsable Thomas DE SOZA Cl U4 44 11 R vision
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