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ADAPTIVE MESH AND DISTORTION CONTROL - ABAQUS

Autor: Nikolas Woellner DEMEC – Departamento de Engenharia Mecânica LABCONF – Laboratório de Conformação. ADAPTIVE MESH AND DISTORTION CONTROL - ABAQUS. INTRODUÇÃO. Processos com deformações severas. Distorção da malha de elementos finitos. Ferramentas de adaptação de malha.

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ADAPTIVE MESH AND DISTORTION CONTROL - ABAQUS

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  1. Autor: NikolasWoellner DEMEC – Departamento de Engenharia Mecânica LABCONF – Laboratório de Conformação ADAPTIVE MESH AND DISTORTION CONTROL - ABAQUS

  2. INTRODUÇÃO Processos com deformações severas Distorção da malha de elementos finitos Ferramentas de adaptação de malha Minimização da distorção Melhorando a proporção entre elementos Reduzindo AdaptiveMeshandDistortionControl

  3. APLICAÇÕES • Adaptação contínua para análises transientes que sofrem grandes deformações. • Solução para modelos em processos em estado estacionário. • Análise de uma fase transiente em um processo em estado estacionário. AdaptiveMeshandDistortionControl

  4. RELAÇÕES ENTRE A MALHA E O MATERIAL • Descrição Lagrangiana • Descrição Euleriana. • MétodoArbitrary Lagrangian-Eulerian(ALE). AdaptiveMeshandDistortionControl

  5. DOMÍNIOS DA MALHA Definem as regiões do modelo em que a malha pode mover-se independentemente da movimentação do material. - Múltiplos domínios podem ser definidos - Default: domínio de malha definido em um stepanterior permanece inalterável no step seguinte. - Podem ser adicionados, modificados ou removidos step-by- step. AdaptiveMeshandDistortionControl

  6. EULERIANO - DOMÍNIOS A malha define um volume de controle para o problema, fazendo com que o material se mova através da malha. Itens a serem especificados: - Se o escoamento é para dentro ou fora da superfície. - Restrições da malha: fixar no espaço de forma que não se mova junto com o material. - Restrições do material: Comportamento nos contornos. AdaptiveMeshandDistortionControl

  7. AdaptiveMeshandDistortionControl

  8. AdaptiveMeshandDistortionControl

  9. AdaptiveMeshandDistortionControl

  10. LAGRANGIANO - DOMÍNIOS A malha representa o mesmo domínio de material a todo o tempo. Na fronteira de um domínio Lagrangiano a malha seguirá o material na direção normal à fronteira. Esta técnica é frequentemente utilizada para analisar problemas transientes ou quase-estáticos com grandes deformações. AdaptiveMeshandDistortionControl

  11. 70% AdaptiveMeshandDistortionControl

  12. 100% * Fica clara a necessidade de adaptação AdaptiveMeshandDistortionControl

  13. MÉTODO ‘ALE’ DE ADAPTAÇÃO - DOMÍNIOS • Uma malha mais suave é gerada entre intervalos regulares para reduzir a distorção no elemento e manter boas proporções de elementos. • - A mesma topologia de malhas é mantida – o número de nós e elementos e suas conectividades não são alteradas. • - Pode ser usado para análise em problemas Lagrangianose Eulerianos. AdaptiveMeshandDistortionControl

  14. Tempo: Melhorar a qualidade da malha aumenta o incremento de tempo estável, o que compensa o tempo adicional para incrementar a malha adaptativa. • Dispersão da adaptação no modelo: Suporta as características de todos os steps dependentes (contact, massscaling, etc.). • Materiais: Exceções: Presença de rachaduras frágeis e materiais hiperelásticos*. • Default: Uma vez que a região do modelo que usará a malha adaptativa é identificada, o algoritmo é automático. AdaptiveMeshandDistortionControl

  15. Combina as ferramentas da análise puramente Lagrangiana e a análise puramente Euleriana: • O movimento de malha é associado ao movimento do material somente quando necessário (em fronteiras livres). • Caso contrário, os movimentos da malha e do material são independentes. Nós ao longo da fronteira movem-se com o material na direção normal a esta. Ajustes tangenciais. Nós no interior se ajustam em todas as direções AdaptiveMeshandDistortionControl

  16. Frequência da adaptação da malha afeta: - Qualidade da malha - Eficiência computacional AdaptiveMeshandDistortionControl

  17. AdaptiveMeshandDistortionControl

  18. EXEMPLO • Impacto de uma haste: • Análise puramente Lagrangiana (sem adaptação ALE). • 2) Adaptação por default ALE: • Nós movem-se com o material na direção normal à superfície. • Nós se ajustam tangencialmente à superfície. • Adaptação ALE com restrições: • Nós podem mover-se com o material livremente. • Nós se ajustam dentro da haste. AdaptiveMeshandDistortionControl

  19. AdaptiveMeshandDistortionControl

  20. SAÍDAS - ALE Devem ser interpretadas com cuidado: - Os valores dos resultados em locais específicos da malha não são ligados aos valores de pontos particulares do material. - Uma partícula de material que é coincidente com um ponto de elemento de integração no início de um step, não pode permanecer assim ao longo do step. AdaptiveMeshandDistortionControl

  21. Solução: Traços de partículas AdaptiveMeshandDistortionControl

  22. Por default, resumos de informações de cada step são impressos, incluindo: • O percentual médio de nós que se moveram. • O percentual máximo de nós que se moveram. • A percentagem mínima de nós que se moveram. • O número médio de varreduras. AdaptiveMeshandDistortionControl

  23. CONTROLE DE DISTORÇÃO Ativado por default em materiais hiperelásticos - Não se preocupa em manter uma malha de qualidade durante toda a análise - Variável de saída: energia dissipada por controle de distorção AdaptiveMeshandDistortionControl

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