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紧接着”基于 RecurDyn接触元素(Contact)初级教程第4弹 -接触算法的基本原理”的文章.
上篇文章所讲的内容可以概括如下。
1. RecurDyn使用Penalty Method计算接触。
2. PenaltyMethod允许接触的两个实体相互重叠。
3. 相互重叠的程度称为penetration。
4. 接触力(在概念上)是按照f = kδ 计算的。(就像弹簧一样)
5. 使用适当大小的K(Stiffness)是重要的
- 当K(Stiffness)太小时,penetration就会变大,精确度就会下降
- 若K(Stiffness)过大,则求解器稳定性差
下面是与此相关的一些例外情况。
情况1)
如下图,假设蓝色的箱体非常重。(大约是100千克,也就是1000牛的作用。)
如果K为10N/mm,则1000N的接触力则δ = 100mm。
但如果红箱体的高度是10毫米,那么δ就不会是100毫米。因此,在这个模型中,蓝色的箱体会穿透红色的箱体,然后往下掉。
解决办法1)
仿真发现,两个实体之间的penetration过度,此时大多是由于外力作用过大或K设置过小,这一点请大家记住。
如果你想进一步减少Penetration的量,可以增加K。
因此,如果可以粗略估计施加在接触的两个实体上的力的大小,则可以估计仿真所需的最小K。如果设置为K=100,000 N/mm,那么当Q=0.01 mm时,就会达到平衡。
情况2)
数值解将使用此氧化时间(discrete time)进行计算。因此,当time step较大时,以下两个实体之间可能没有发生接触,而在随后的步中可能会发生过度的penetration。
在下面的模型中,t0的情况下,由于δ = 0,所以蓝色的上框中只有重力在起作用,结果上面的箱体会向下。
如果在t1中突然发生δ = 15,那么从下往上施加的力(接触力)将变为150,在箱体中向上施加120的力(150-30)。 这可能会导致上箱体弹回天空的现象。(因为突然从下往上有很大的力量在起作用)
解决办法2)
此时,为了防止penetration突然变大,只需将time step足够小即可。要做到这一点,只需将solver参数中的maximum time step变小即可。
此时,为了防止penetration突然变大,只需将time step足够小即可。要做到这一点,只需将solver参数中的maximum time step变小即可。
例如,下面右击的对话框设置为Maximum Step size Factor=10。
在这种情况下,如果预想会发生接触,那么将time step再细分1/10,以防止突然的接触导致瞬间产生过度的penetration。
情况3)
和情况2差不多一样。 但它不会反弹,它可能会掉下去。
这可能是由于RecurDyn中使用的一个名为Maximum Penetration的参数。此参数是一个参数,允许您在发生一定值以上的penetration时,将其视为未发生接触。
也就是说,如果maximum penetration=5,则t1中的值δ =15,则处理为未接触(15>5),因此不会发生接触力。
结果,只有向下30的力作用于箱体上,箱体可能会掉下来。
解决办法3)
对此的解决方法,如情况2所示,只需将step的size变小,避免突然发生过度的penetration即可。
* 虽然增加maximum penetration也可以解决,但在大多数情况下,这个参数建议还是不动地使用默认值,并调节step size。(因为penetration值可以算是更精确的结果)
** 想进一步了解Maximum penetration的请参阅本文。
想对接触了解得更详细,请再参考下面的技巧。