04 Sep Herramientas para problemas de convergencia con Abaqus (parte 3)

En el post de hoy vamos a ver herramientas para problemas de convergencia relacionados con contactos y movimientos de cuerpo rígido (rigid body motion) en Abaqus.

Ésta es la tercera y última parte sobre cómo solucionar problemas de convergencia en Abaqus. Antes de empezar con este post te recomiendo que te leas cómo solucionar problemas de convergencia (parte 1) y como evitar problemas de convergencia (parte 2)
 
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19 herramientas para problemas de convergencia relacionados con los contactos

Antes de ver las diferentes herramientas, has de tener algo en cuenta: Ten cuidado cuando utilices parámetros adicionales para ayudar con la convergencia (por ejemplo, ajuste (adjust), aproximación (approach), retracción (shrink), tolerancia automática (automatic tolerance)).

Asegúrate de que el flujo de carga o el comportamiento de contacto crítico no se ve afectado.

Vamos a ver diferentes procedimientos, consesjos o herramientas para

• 1) Controla las fuerzas de contacto con *CONTACT PRINT. Las fuerzas se escribirán en el archivo .dat que ayudará a determinar qué parejas de contactos están teniendo dificultades para establecer contacto.
• 2) Selecciona las superficies maestro/esclavo y define el mallado para el comportamiento de contacto deseado (mallado mas grueso en el maestro, y mas fino en el esclavo). Abaqus reconoce sólo los nodos esclavos (no las superficies esclavas).
• 3) Define la superficie maestra de manera que se extienda más allá de la superficie del esclavo.
• 4) Verifica la dirección normal en las superficies de contacto. La dirección normal del contacto se basa en la superficie maestra. Por lo tanto, si la dirección normal es algo critico para el análisis, entonces elije la superficie maestra de acuerdo con lo necesario.
• 5) Verifica los bordes (edges) en las superficies de contacto. Elimina las grietas en la superficie principal.
• 6) No definas un nodo como esclavo para dos o más pares de contactos o elementos de separación.
• 7) Utilice elementos GAP si es posible para eliminar el contacto. Si los elementos de la ranura se definen como cero inicial están parloteando, intente cambiar a un espacio muy pequeño que no sea cero.
• 8) Añade «springs» que tengan una baja rigidez en comparación con la carga total para dar algo de resistencia al par de contactos hasta que se establezca el contacto. Si la fuerza del resorte es demasiado alta, crear un segundo paso para retirar el resorte una vez establecido el contacto (utiliza S11 en el spring para controlar la fuerza).
• 9) Agregar dashpots. Dashpost son un tipo de elementos que se utilizan para modelar fuerza o resistencia a la torsión dependiente de la velocidad. También pueden proporcionar mecanismos de disipación de energía viscosa. Los dashpots suelen ser útiles en análisis estáticos inestables, no lineales, en los que el algoritmo Riks modificado no es apropiado y en los que los cambios repentinos en la configuración pueden ser controlados por las fuerzas que surgen en los dashpots.
• 10) Si en el contacto hay una pequeña sobrepenetracin al inicio del análisis, usa Adjust=0S. Importante, ten cuidado si los contactos tienen una gran sobrepenetración inicialmente, si eso no es conocido o deseado, entonces hay un error en el modelo. Puedes medir la fuerza de contacto (contact force), la cual tiene que ser pequeña
• 11) Si hay chattering, aplica la fuerza relativa a la cantidad de penetración

*SURFACE BEHAVIOR, PRESSURE-OVERCLOSE=EXPONENTIAL

0.1, 200

• 12) Si las discontinuidades severas están disminuyendo, aumenta el número máximo de iteraciones de discontinuidad severa permitidas (DEFAULT=12)

*CONTROLS, PARAMETERS=TIME INCREMENTATION

, , , , , ,24,

• 13) Activar las tolerancias automáticas para que ABAQUS calcule una tolerancia de sobrecierre y una tolerancia a la presión de separación.

*CONTACT CONTROLS, AUTOMATIC TOLERANCES

• 14) Eliminar la fricción en los contactos a menos que sea absolutamente necesario (como en mecanismos/internos). Si algún coeficiente de fricción es mayor de 0.2, ABAQUS/Standard usará automáticamente el parámetro almacenamiento de matriz asimétrica (unsymmetric matrix storage) y esquema de solución (solution scheme).
• 15) Activar el deslizamiento pequeño (small sliding), pero sólo cuando sea necesario. Un pequeño deslizamiento crea un master infinito así que úsala con precaución.

*CONTACT PAIR, SMALL SLIDING

• 16) Usar *CONTACT DAMPING para amortiguar el movimiento de los cuerpos cuando se produce contacto durante la aproximación o separación. Se recomienda revisar la documentación para las sugerencias para entender y monitorizar la energía disipada.
• 17) Para el finite sliding  entre superficies deformables altamente curvadas, utiliza el unsymmetric matrix storage and solution scheme

*STEP, UNSYMM=YES

• 18) Para comportamientos severamente discontinuos como el deslizamiento por fricción, aplique el control discontinuo. Esto podría aumentar el tiempo de ejecución, especialmente para problemas que no son severamente discontinuos.

*CONTROLS, ANALYSIS=DISCONTINUOUS

• 19) Por último, usa el solver explícito. (Abaqus Explicit)

Notas Extra

• Como regla general, usa *PRINT, CONTACT=YES para poder ver de manera detalla los puntos que están en contacto o que se están separando en problemas de interfaz y separación.
• Como regla general, no utilices el parámetro ADJUST en un *CONTACT PAIR que vaya a ser eliminado. El ajuste se realiza antes de que se eliminine y puede distorsionar los elementos si las superficies no están en sus posiciones finales antes de que se inicie el contacto.
• Como regla general, si estás añadiendo amortiguación, utiliza *ENERGY PRINT o *ENERGY OUTPUT o *ENERGY FILE para monitorizar ALLAE y ALLSE. Si no sabes que son éstas energías, revisa antes el manual.