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

Adaptive Mesh and Distortion Control 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 Adaptive Mesh and Distortion Control

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. Adaptive Mesh and Distortion Control

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

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. Adaptive Mesh and Distortion Control

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. Adaptive Mesh and Distortion Control

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Adaptive Mesh and Distortion Control 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. Adaptive Mesh and Distortion Control

Adaptive Mesh and Distortion Control 70% Adaptive Mesh and Distortion Control

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

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. Adaptive Mesh and Distortion Control

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. Adaptive Mesh and Distortion Control

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 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 Adaptive Mesh and Distortion Control

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

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Adaptive Mesh and Distortion Control 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. Adaptive Mesh and Distortion Control

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Adaptive Mesh and Distortion Control 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. Adaptive Mesh and Distortion Control

Adaptive Mesh and Distortion Control Solução: Traços de partículas Adaptive Mesh and Distortion Control

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. Adaptive Mesh and Distortion Control

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 Adaptive Mesh and Distortion Control