Geo Contact
關注創建者：CAE仿真學習菌 創建時間：2023-07-03
Geo Contact的實例教程
相反，如前所述，如果是平面之間的接觸或大面積接觸，則Geo Surface Contact在許多方面都優于Solid Contact。簡單而又極端的情況如下模型。
對于用Solid Contact無法很好求解的模型，建議先使用Geo Surface Contact，或者從一開始就先使用Geo Surface Contact。
從概念上講，如果如下示意圖思考，就很容易理解接觸力是如何計算的。
文章來源：RecurDyn軟件
SMP支持GEO Contact
Geo Surface Contact算法通過SMP并行計算可大大提升計算效率。對于包含大量連續接觸的復雜模型，計算速度提升更為明顯，提速達30~50%甚至更高。然而，對于少量接觸或間歇接觸的模型，其效果不甚明顯。
Dynamic/Kinematic分析可不設置End Time
不設置End Time，通過設置Stop Condition，仿真在滿足終止條件時結束計算，結果的輸出按照Report Time Interval進行采樣。
頻率響應分析新增激勵類型
新增激勵類型：位移、速度、加速度；新增Actuator類型：旋轉質量、PSD、用戶定義。
Static Solver采用新算法
Static Solver采用新N-R (Newton-Raphson) 算法，支持MFBD model-含Rigid body、Rflex body 及Fflex body(支持Fflex接觸)。推薦使用N-R solver（Robust N-R solver僅用于包含Chain、Belt、Track LM及Track HM工具包模型的場合）。
界面上的Translational Move Limit及Rotational Move Limit(Degree)用于指定每次迭代中平動/轉動變化的最大值，較小的值會導致更精確的收斂，但相應的仿真時間會更長。通過估算模型中物體的整體平動/旋轉量后，建議將極限設置在該值的1/10到1/100之間。
模型文件格式可選擇
可選擇rdyn或rdx作為缺省的文件格式。rdx文件基于文本格式（XML格式），模型信息通過多個關聯文件進行保存。
支持結果文件輕量化設置
可通過設置對RPLT文件的組成進行定義，從而實現結果文件的輕量化。
展開 RecurDynV2023版本推出了眾多新功能，推薦大家了解如下典型新功能：
Solver Enhancement #1 Geo Surface Contact Enhancements
?Geo Surface Contact算法提升，并行SMP的加速效果明顯.
?包含大量Geo Surface Contact的模型，計算時間可降40%~ 50%.
GEO Surface Contact的SMP加速適用于剛柔耦合模型，尤其是具有如下特征的模型：
?Body處于連續接觸狀態.
?模型中包含大量的接觸.
?對于FFLEX模型，接觸計算比柔性計算花費更大的成本.
Solver Enhancement #2 Static Solver and FFlex Static Enhancements
?歷時2年多的開發，采用新 N-R (Newton-Rasphon)靜態求解器，具有更高的精度和可靠性.
?支持包含剛柔接觸的復雜MFBD模型的靜態求解.
?通過事先計算車輛或挖機的初始靜平衡狀態，有助于提高仿真速度和精度. 通過動力學計算之前的靜態分析，可以縮短模型整體仿真時間.
?當慣性效果比較小時，模型的行為可以通過快速的準靜態分析進行考察.
?通過靜態分析可研究系統的運動范圍或物體間的干涉。
FFlex Static
?可確定柔性體結構的靜態變形和應力。
?支持MFBD模型的靜態分析，不僅可以考慮FFlex Body的自接觸，還可以考慮與其它Body的接觸.
?當需要柔性體的變形時，可通過靜態分析萃取相應的變形結果.
Note
?對于包含Rigid Body和RFlex body的模型，靜態分析不需要額外的License.
展開 ▎仿真過程
① 創建板簧子系統（包括考慮安裝預應力的柔性體）
② 在虛擬樣機中創建多個板簧
③ 設置參數，考慮間隙公差等初始位置的不確定性
④ 創建由三個凸輪組成的命令組(Command group)模型
⑤ 為明確最優設計，對各種設定值進行系統仿真
▎關鍵仿真技術
? 多柔體動力學(MFBD)技術精確計算運動部件的應力
? Geo-Contact 技術，用于計算柔性體之間的接觸
? 子系統建模最大程度實現復雜機制的可重用性
? 多體動力學求解器用于準確預測系統運動所需的扭矩
▎工具包
? RecurDyn/Professional
? RecurDyn/FFlex
▎工程問題
? 需要快速可靠的求解器，以便對具有變形和接觸的高速動力學模型進行動力學分析
? 必須準確考慮可能影響產品性能的詳細幾何形狀和零件之間的間隙
? 系統中存在如大變形，非線性材料特性以及復雜接觸等高非線性問題
? 現存CAD軟件中的多體動力學軟件無法解決此類問題
▎解決方案
? 基于 RecurDyn 友善的 GUI 和子系統建模功能，可輕松建立系統虛擬化模型
? 使用多個3D接觸，計算考慮接觸裝配間隙的系統性行為
? Full Flex可重現板簧的精確行為
? MFBD求解器可快速并穩定地求解復雜系統的動態行為
▎結論
? 對隔離開關的動力學行為進行了準確的研究
? 通過仿真進行驗證，無需針對各種條件創建物理樣機，從而節省時間和成本
? 通過仿真驗證了最佳設計
▎其他應用場景
展開 ▎仿真過程
① Circular Spline和Wave Generator以剛體建模
② 考慮柔性輪的形狀變形，用柔性體建模
③ 準確預測柔性輪的局部變形及應力，利用FFlex建模
④ 在柔性輪和Circular Spline之間使用Geo Contact
⑤ 改善解析速度，柔性輪和Wave Generator之間使用Geo-Cylinder
⑥ 使用考慮預應力的變形mesh作為Flex Spline的初始狀態
⑦ 縮短分析時間，只對實際接觸發生的位置定義接觸，而不是整個體
▎關鍵仿真技術
? 能夠準確再現高速旋轉的柔性輪變形的MFBD技術
? 快速準確的接觸算法
- 支持剛體和柔軟體之間的接觸
- 有效處理大量齒輪齒間的接觸
? 適合汽缸或球形形狀的專用接觸要素
? 齒輪齒間接觸的接觸力分布及壓力可視化功能
▎工具包
? RecurDyn/Professional
? RecurDyn/FFlex
▎工程問題
? 設計變更帶來的性能評價的變化
? 在給定的公差范圍內預測尺寸差異對振動和傳動誤差的影響
? 預測負載和速度變化對柔性輪行為的影響
? 柔性輪的扭曲對性能的影響評價
? Wave generator的反作用力預測
▎解決方案
? 利用MFBD技術減少建模和仿真時間
? 利用非線性柔性體和接觸算法再現柔性輪的行為
? 柔性輪的變形及接觸應力計算
? 模擬實驗預測修改設計/動作條件及隨公差后的性能變化
▎結論
? 評價修改后的齒形的性能，并將其反映在設計中
? 通過虛擬模型
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Geo Contact的最新內容
▎仿真過程
① Circular Spline和Wave Generator以剛體建模
② 考慮柔性輪的形狀變形，用柔性體建模
③ 準確預測柔性輪的局部變形及應力，利用FFlex建模
④ 在柔性輪和Circular Spline之間使用Geo Contact
⑤ 改善解析速度，柔性輪和Wave Generator之間使用Geo-Cylinder
⑥ 使用考慮預應力的變形
SMP支持GEO Contact
Geo Surface Contact算法通過SMP并行計算可大大提升計算效率。對于包含大量連續接觸的復雜模型，計算速度提升更為明顯，提速達30~50%甚至更高。然而，對于少量接觸或間歇接觸的模型，其效果不甚明顯。
Geo Surface Contact
Geo Surface Contact適合大多數情況。不過，對于凸面之間的接觸，在仿真速度方面，Solid Contact通常是更快速的。
相反，如前所述，如果是平面之間的接觸或大面積接觸，則Geo Surface Contact在許多方面都優于Solid Contact。簡單而又極端的情況如下模型。
表1 同步帶各層材料性能
Tab.1 Material property of each layer of synchronous belt
Recurdyn仿真各運動副設計如圖1所示，帶輪與柔性體同步帶之間接觸為GEO contact，網格劃分單元數量為67 801，帶初張力450 N。
▎仿真過程
① 創建板簧子系統（包括考慮安裝預應力的柔性體）
② 在虛擬樣機中創建多個板簧
③ 設置參數，考慮間隙公差等初始位置的不確定性
④ 創建由三個凸輪組成的命令組(Command group)模型
⑤ 為明確最優設計，對各種設定值進行系統仿真
▎關鍵仿真技術
? 多柔體動力學(MFBD)技術精確計算運動部件的應力
? Geo-Contact
▎仿真過程
① 創建駕駛員安全區域、ROPS結構、液壓推動器的動力學模型
② 為ROPS結構創建柔性體模型（細長幾何，使用Shell建模）
-使用Geo Surface Contact，在液壓推動器（Rigid）和結構物（FFlex）接觸時，將振動降至最低
-在接觸位置定義Contact，以避免結構變形導致穿透
-考慮到Mid-surface類型的Shell Element
：Geo-Contact、Primitive Contact、2D Contact
參數化建模：PV、PP、子系統建模、PPC、PVC
Expression常用函數：If函數、Step函數、位移，速度及加速度函數、力和力矩函數、Spline函數等
常用工具和技巧：R-Map、Request、Layer Setting、Cutting
▎仿真過程
① 創建駕駛員安全區域、ROPS結構、液壓推動器的動力學模型
② 為ROPS結構創建柔性體模型（細長幾何，使用Shell建模）
-使用Geo Surface Contact，在液壓推動器（Rigid）和結構物（FFlex）接觸時，將振動降至最低
-在接觸位置定義Contact，以避免結構變形導致穿透
-考慮到Mid-surface類型的Shell Element
RecurDynV2023版本推出了眾多新功能，推薦大家了解如下典型新功能：
Solver Enhancement #1 Geo Surface Contact Enhancements
?Geo Surface Contact算法提升，并行SMP的加速效果明顯.
?包含大量Geo Surface Contact的模型，計算時間可降40%~ 50%.
Surface Contact
01
強化內容
?通過升級Geo Surface Contact算法和并行計算(SMP)使接觸性能提升50%，
?對于大量使用Geo Surface Contact的系統，仿真時間最多可縮短40~50%。
