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

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

2 INTRODUÇÃO Processos com deformações severas Distorção da malha de elementos finitos Ferramentas de adaptação de malha Minimização da distorção Adaptive Mesh and Distortion Control Reduzindo Melhorando a proporção entre elementos

3 Adaptive Mesh and Distortion Control 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.

4 Adaptive Mesh and Distortion Control RELAÇÕES ENTRE A MALHA E O MATERIAL - Descrição Lagrangiana - Descrição Euleriana. - Método Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE).

5 Adaptive Mesh and Distortion Control 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 step anterior permanece inalterável no step seguinte. - Podem ser adicionados, modificados ou removidos step-by- step.

6 Adaptive Mesh and Distortion Control 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.

7 Adaptive Mesh and Distortion Control

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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.

11 Adaptive Mesh and Distortion Control 70%

12 Adaptive Mesh and Distortion Control 100% * Fica clara a necessidade de adaptação

13 Adaptive Mesh and Distortion Control 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 Lagrangianos e Eulerianos.

14 Adaptive Mesh and Distortion Control - 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, mass scaling, 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.

15 Adaptive Mesh and Distortion Control 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 no interior se ajustam em todas as direções Nós ao longo da fronteira movem- se com o material na direção normal a esta. Ajustes tangenciais.

16 Adaptive Mesh and Distortion Control Frequência da adaptação da malha afeta: - Qualidade da malha - Eficiência computacional

17 Adaptive Mesh and Distortion Control

18 EXEMPLO Impacto de uma haste: 1)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. 3)Adaptação ALE com restrições: Nós podem mover-se com o material livremente. Nós se ajustam dentro da haste.

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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.

21 Adaptive Mesh and Distortion Control Solução: Traços de partículas

22 Adaptive Mesh and Distortion Control 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.

23 Adaptive Mesh and Distortion Control 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


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