Die lineare Theorie geht von kleinen Verschiebungen aus. Sie geht weiter davon aus, dass die Senkrechten zu den Kontaktbereichen ihre Richtung unter Lasten nicht ändern. Daher wird die gesamte Last in einem Schritt angewendet. In Fällen, bei denen diese Annahmen nicht zutreffen, kann diese Methode zu ungenauen Ergebnissen oder Konvergenzproblemen führen.
Sie können eine Lösung für große Verschiebungen ermitteln. Eine Lösung für große Verschiebungen nimmt zwar mehr Zeit und Ressourcen in Anspruch als die Lösung für kleine Verschiebungen, liefert aber genauere Ergebnisse. Die Lösung für eine große Verschiebung wird benötigt, wenn die erfasste Verformung die Steifigkeit (Fähigkeit der Struktur, Lasten zu widerstehen) merklich ändert. Bei der Lösung für kleine Verschiebungen wird angenommen, dass die Steifigkeit sich beim Belasten nicht ändert. Bei der Lösung für große Verschiebungen wird angenommen, dass die Steifigkeit sich beim Belasten ändert. Die Last wird also in Schritten angewendet, und die Steifigkeit wird für jeden Lösungsschritt aktualisiert.
Wenn die Option Große Verschiebung im Dialogfeld Statisch aktiviert ist, wird die statische Studie gelöst, indem die Last schrittweise erhöht und die Geometrie aktualisiert wird.
Bei Verwendung der Lösung für große Verschiebungen in statischen Studien können nur die Ergebnisse im letzten Schritt angezeigt werden, der der gesamten Last entspricht. Bei nicht-linearen Studien können Ergebnisse für alle Lösungsschritte angezeigt werden.
Wenn Sie eine statische Analyse ausführen und alle Verschiebungen berechnet werden, führt der Gleichungslöser eine umfassende Überprüfung der Verschiebung durch. Er gibt eine Warnmeldung aus, wenn zu große Verschiebungen berechnet werden. Der Gleichungslöser führt die folgenden Prüfungen durch:
- Er überprüft bei Modellen mit Stiftverbindungsgliedern, ob die relative Rotation (θ) innerhalb jedes einzelnen Stiftverbindungsglieds klein ist. Der Gleichungslöser gibt eine Warnmeldung aus, wenn die relative Rotation θ größer als 5o (Grad) ist.
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Er überprüft bei allen Modellen die maximale Verlagerung (Euklidische Norm) unter der Gesamtanzahl der Nodes und vergleicht diese mit der charakteristischen Länge des Modells. Wenn das Verhältnis der maximalen Verschiebung im Vergleich zur charakteristischen Länge des Modells mehr als 10 % beträgt, gibt der Lösungsgleicher eine Warnmeldung aus. Die charakteristische Länge des Modells (L) wird wie folgt berechnet:
Zeichenerklärung: Xi, Yi und Zi sind die Koordinaten des Nodes i; X c, Yc und Zc sind die Koordinaten der Modellgeometriemitte und N steht für die Gesamtanzahl an Nodes im Modell.
Aktivieren der Option "Große Verschiebung"
- Klicken Sie in der Studien-Baumstruktur von Simulation mit der rechten Maustaste auf das Symbol der statischen Studie, und wählen Sie im Kontextmenü die Option Eigenschaften aus.
Das Dialogfeld Statisch wird angezeigt.
- Aktivieren Sie auf der Registerkarte Optionen die Option Große Verschiebung.
- Klicken Sie auf OK.
Diese Option bestimmt, wie die Software das Kontaktproblem behandelt. Ein Beispiel für diese Funktion finden Sie im Online-Lehrbuch.
| Option deaktiviert. |
Die gesamte Last wird auf einmal angewendet. Quell- und Zielpaare werden auf der Basis der Ausgangskonfiguration festgelegt und bleiben während der Kontaktiterationen unverändert. Die Senkrechten zu den Kontaktbereichen basieren ebenfalls auf der Ausgangskonfiguration und bleiben während des Kontakts unverändert. Wenn diese Annahmen nicht zutreffen, kann diese Methode zu ungenauen Ergebnissen oder Konvergenzproblemen führen, vor allem bei größeren Verschiebungen. |
| Option aktiviert. |
Die Lasten werden schrittweise und gleichmäßig angewendet, bis der festgelegte maximale Wert erreicht ist. Die Anzahl der Schritte wird programmintern auf der Basis der Verformungsergebnisse festgelegt. Die Quell- und Zielpaare und die Senkrechten zu den Kontaktbereichen werden an jedem Lösungsschritt bewertet.
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Empfohlene Vorgehensweise
Folgende Vorgehensweise empfiehlt sich zur Lösung von Kontaktproblemen:
- Lösen Sie das Problem, ohne die Option Große Verschiebungzu aktivieren.
- In den folgenden Fällen sollten Sie die Option Große Verschiebung aktivieren und den Vorgang wiederholen:
- Bei merklichen Verschiebungen und Problemen mit der Ausrichtung der Kontaktflächen, wenn die verformte Geometrie mit dem Skalierungsfaktor 1,0 dargestellt wird.
- Wenn die höchste Dehnung einen Wert von 4 % überschreitet.
- Wenn von-Mises-Spannungen nahe an den Fließspannungswerten liegen.
Anmerkungen
- Bei großen Dehnungen und Nichtlinearitäten des Materials muss eine komplette nicht-lineare Analyse durchgeführt werden.
- Die Lösung mit großer Verschiebung funktioniert nicht mit folgenden Elementen:
- Schweißpunkt- und Lager-Verbindungselemente
- Balkennetz oder gemischtes Netz mit Balken
- Abgesetzte Masselasten
- Option Freie Körperkräfte berechnen im Dialogfeld Statisch (die Software ignoriert die Option)
- Option Genauigkeit für Verbindung von inkompatiblem Netz verbessern (langsamer) im Dialogfeld Statisch für Kontakt Oberfläche zu Oberfläche, Keine Penetration (die Software ignoriert die Option)