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幾何

 

n  接觸物件間有相鄰邊界時，使用組合件(form assembly)，COMSOL自動形成對偶接觸邊界

n  初始物件在接觸前並不相鄰時，可維持預設的合一件(form union)，但需要手動設定對偶

n  接觸區有尖角時，建議修改幾何為有圓角


接觸對偶(1)

 

來源(source) 端

–選擇為剛性較大的物件

–當接觸的物件有相同材料性質時，凹表面做為來源

 

目的(destination)端

–選擇為剛性較小的物件

–當接觸的物件有相同材料性質時，凸表面做為來源

接觸對偶(2)

 

若預期接觸邊界有輕微滑動，如收縮配合或螺栓鎖固，可修改接觸對偶的映射條件為初始規劃(Initial Configuration)，來使求解更快與更穩定


結構力學

 

結構接觸特徵一次可套用所有定義好的接觸對偶


接觸方法

 

增長拉格朗日(Augmented Lagrangian)

–較為準確

–計算量較大

–需要較多微調來促進收斂

 

提供穩態(stability)選項，速度(speed) 選項：初始有接觸時使用

 

懲罰法(Penalty)

–更適合於多物理與暫態問題

–黏合(adhesion) 問題時必須使用


物理條件

 

n  當一物件剛性遠大於另一物件時，可假設此物件為剛體(rigid)，設定為預定位移條件(Prescribed Displacement)，網格可粗化，但曲面處網格仍需適當加密

n  給定負載(load) 、力(force)類型的條件的收斂性較給定預定位移為差，需設定所有區域有初始約束，若無法實行，可新增彈簧基座(Spring Foundation)條件，彈簧常數初始設定較大值，搭配參數逼近至零（使最終回復至無彈簧拘束狀態，參考p.10）

n  穩態問題時，可使用參數逼近來調整預定位移、負載、力等參數(參考p.9)

n  暫態問題時，不考慮結構振動現象，可設定準靜態問題


網格

 

n  手動網格細化是必須的

n  目的端網格須比來源端網格細至少兩倍

n  曲面處網格需要比平面處網格細


求解(1)

 

穩態：使用參數逼近(ramp)，使用輔助掃描(Auxiliary Sweep) 來實行，目的讓求解器在求解下一個狀態時，能代入前一解，增加收斂性

 

求解(2)

 

n  穩態：使用彈簧基座，設定彈簧常數為輔助掃描的逼近參數，使kz隨ramp 參數0 至1變化時，最終能從極大值（好收斂）變為0（輔助條件消失）

n  彈簧常數表示式可為：kz= k0*(1-RampFactor)*2^(-RampFactor*10)

求解(3)

 

n  當使用augmented Lagrangian方法，預設使用分離求解器，其中接觸壓力（包含有設定摩擦力的話）存在於集總步驟(Lump step) 中

n  接觸壓力的比例化因子可以微調，例如軟性材料的接觸壓力較小，此時調小數倍至數百倍，使其容易收斂，但調整過劇烈，也可能導致結果誤差增加