Richtlinien zu Studien mit Kontaktbedingungen

Allgemein

Zum Festlegen von Kontaktbedingungen gelten die folgenden allgemeinen Richtlinien:

• Prüfen Sie die Interferenzen zwischen Komponenten, bevor Sie das Netz erstellen. Klicken Sie zum Ermitteln einer Interferenz in einer Baugruppe auf Extras > Evaluieren > Interferenzprüfung . Eine Interferenz ist nur bei Verwendung einer Presspassung zulässig. Mithilfe der Option Deckungsgleich als Interferenz behandeln können Sie angrenzende Bereiche ermitteln. Dabei handelt es sich um die einzigen Bereiche, die von den Einstellungen für globalen und Komponentenkontakt beeinflusst werden.
• Verwenden Sie bei einem lokalen Kontakt die Option Kontaktsatz für die Definition von Bedingungen zwischen Volumenkörpern, Schalen und Balken.
• Im PropertyManager Kontaktsätze suchen können Sie Kontaktpaare zwischen Volumenkörpern suchen und definieren, ohne Flächen manuell auswählen zu müssen.
• Wenn Sie keinerlei Kontaktbedingungen angeben, geht die Software davon aus, dass alle Teile an ihren anfänglich sich berührenden Elementen verbunden sind. Alle anderen Elemente sind frei.
• Legen Sie globale, Komponenten- und lokale Kontaktbedingungen fest, um das Problem zu definieren. Beachten Sie, dass Sie beim globalen und beim Komponentenkontakt keine speziellen Elemente auswählen, da sie nur für Bereiche gelten, die sich anfänglich berühren. Legen Sie mit dem globalen Kontakt die gängigste Kontaktbedingung fest, und überschreiben Sie diese dann, indem Sie bei Bedarf einen Komponenten- und lokalen Kontakt festlegen.
• Sie müssen die Studie nach Bearbeiten oder Definieren der Kontaktbedingungen neu vernetzen.

Verbinden

• Durch Verbinden wird die Kontinuität des Modells beim Übertragen von Lasten zwischen zwei Elementen gewährleistet. Sie können eine Fläche oder Kante mit jeder beliebigen Fläche oder Kante verbinden. Die Netze der verbundenen Elemente brauchen nicht kompatibel zu sein. Verwenden Sie Kontaktsatz für die Definition von Verbindungsbedingungen zwischen Volumenkörpern, Schalen und Balken.
• Beim Verbinden mit kompatiblen Netzen werden bessere Ergebnisse erzielt, die Vernetzung kann aber bei Baugruppen fehlschlagen. Die Nutzung der Option Vernetzen der fehlgeschlagenen Teile mit inkompatiblen Netz wiederholen kann helfen, solche Baugruppen zu vernetzen.
• Die Elemente brauchen sich nicht zu berühren. Wenn Sie versuchen, Elemente miteinander zu verbinden, die zu weit voneinander entfernt sind, wird eine Meldung angezeigt. In der Software können Elemente mit kleinen Interferenzen verbunden werden.
• Wenn das Netz kompatibel ist, wird die Verbindung durch Verschmelzen von Knoten erreicht. Wenn das Netz nicht kompatibel ist, werden zur Verbindung intern Mehrpunktlager verwendet. Durch Verbinden nicht kompatibler Netze können in den verbundenen Flächen lokale Spannungskonzentrationen entstehen.
• Beim Verbinden von Volumenkörperflächen durch die globale Kontaktbedingung erstellt das Programm ein kompatibles Netz auf den angrenzenden Flächen und verschmilzt die Knoten.
  
  
• Betrachten Sie das folgende Modell:
  
  
  • Durch Vernetzen dieses Modells mit der standardmäßigen globalen Kontakteinstellung (Verbunden) wird die ganze Kreisfläche des Zylinders mit der Platte verbunden.
  • Wenn der Zylinder mit der Platte verbunden wird, indem nur seine Kante geschweißt wird, stellen Sie den globalen Kontakt auf Frei ein, und verbinden Sie dann die Fläche der Platte mit der Kante des Zylinders, indem Sie einen lokalen Kontaktsatz definieren.
  • Wenn ein kleiner Abstand vorliegt, sind die globalen Kontakteinstellungen irrelevant. Sie können aber mit dem PropertyManager für den lokalen Kontaktsatz die Zylinderfläche oder -kanten mit der Platte verbinden.
    
    
  • In Fällen von Verbindungskontakt zwischen Blechteilen mit anderen Oberflächen (Volumenkörpern oder Schalen) kann der Verbindungsalgorithmus eine Überversteifung aufgrund des Abstandes zwischen dem Netz der mittleren Oberfläche und der Kontaktoberflächengeometrie forcieren. Die Überversteifung des Verbindungskontakts verändert die Berechnung der Starrkörperformen. Das Programm berechnet alle Starrformen (mit Frequenzwerten nahe 0), wenn Sie den Abstand eliminieren, indem Sie das Netz der Blechteile von den mittleren Oberflächen zur Kontaktoberflächengeometrie versetzen.

Statische und nicht-lineare Studien

• Kontakt ist eine häufige Ursache der Nichtlinearität. Obwohl für gewöhnlich nicht-lineare Studien zur Lösung von Kontaktproblemen verwendet werden, ermöglicht Ihnen die Software, Kontaktprobleme mit kleinen und großen Verschiebungen mithilfe von statischen Studien zu lösen.
• Das Eigenschaftendialogfeld von statischen und nicht-linearen Studien bietet die Option, große Verschiebungen einzusetzen. Verwenden Sie die kleine Verschiebungsformel nur, wenn die erwarteten Bewegungen gering und die Teile unabhängig stabil in den Richtungen sind, die nicht der Hauptkontaktrichtung entsprechen.
  Das Programm erkennt automatisch, wenn große Verschiebungen auftreten, und fordert Sie zur Eingabe auf. Bei Auswahl von Ja wird die Simulation automatisch durch Aktivieren der großen Verschiebungsformel erneut ausgeführt. Bei Auswahl von Nein werden die Simulationsergebnisse unter Verwendung der kleinen Verschiebungsformel angezeigt, auch wenn die Möglichkeit besteht, dass diese ungenau sind.
• Beachten Sie folgende Beschränkungen, wenn Sie Kontaktprobleme mit großen Verschiebungen anhand von statischen Studien lösen:
  • Die Ergebnisse stehen nur im letzten Lösungsschritt zur Verfügung. Bei nicht-linearen Studien können Ergebnisse für alle Lösungsschritte ermittelt werden.
  • Wenn eine vorhandene Nichtlinearität nicht durch Kontakt verursacht wurde, ist der Einsatz einer statischen Studie nicht möglich. Gängige Quellen von Nichtlinearität sind Materialeigenschaften und veränderliche Lasten und Lager.
• Verwenden Sie die Option Presspassung, um eine Presspassung zwischen sich anfänglich blockierenden Komponenten zu definieren.
• Statt des Kontakttyps Knoten zu Knoten können Sie den Kontakttyp Oberfläche zu Oberfläche oder Knoten zu Oberfläche verwenden. Mit der Option Knoten zu Knoten sparen Sie jedoch Zeit und erhalten ähnliche Ergebnisse, wenn die Belastung keine relative Verschiebung der Kontaktbereiche verursacht.
• Im Allgemeinen ist die Verwendung der Kontaktoption "Oberfläche zu Oberfläche" mit der Option Keine Penetration genauer als die Verwendung der Option "Knoten zu Oberfläche". Die Berechnung der Lösung dauert jedoch länger, und wenn die Kontaktfläche zu klein wird, ist eine Konvergenz eventuell nicht möglich. Verwenden Sie in solchen Fällen die Option Knoten zu Oberfläche.

Thermische Studien

• Die Kontaktbedingungen Verbunden, Thermischer Widerstand und Isoliert sind verfügbar. Freie Flächen (Flächen ohne Randbedingungen) sind isoliert. Eine freie Fläche ist thermisch vergleichbar mit einer Fläche mit einem Temperaturgradienten von Null in Normalrichtung. Thermisch symmetrische Flächen können als freie Flächen modelliert werden. Die Wärme kann parallel, jedoch nicht senkrecht zur Fläche strömen.
• Die Option Knoten zu Knoten ermöglicht nicht die Angabe des Wärmewiderstands, da verbundene Knoten von sich berührenden Flächen die gleiche Temperatur haben (perfekte Wärmeleitung). Verwenden Sie den Kontakttyp Oberfläche zu Oberfläche zum Simulieren des Wärmewiderstands.

Knickstudien

Es stehen nur die Optionen Verbunden und Frei zur Verfügung.

Frequenzstudien

Es stehen nur die Optionen Verbunden und Frei zur Verfügung. Gehen Sie bei der Verwendung der Option Frei und der Interpretation der zugehörigen Ergebnisse vorsichtig vor, da die Teile als voneinander getrennt betrachtet werden. Da mit Frequenzergebnissen keine reale Amplitude verbunden ist, sollten Sie Frequenzanalysen unabhängig für isolierte Teile ausführen, indem Sie eine Studie im jeweiligen Teildokument erstellen. Sie können Frequenzanalysen auch unabhängig für verbundene Unterbaugruppen ausführen.

Lineare dynamische Studien

Es stehen nur die Optionen Verbunden und Frei für alle linearen dynamischen Studientypen zur Verfügung.

Fallprüfungsstudien

Die Optionen Verbunden, Frei und Keine Penetration sind verfügbar. Nur die Option Knoten zu Oberfläche ist für den Kontakttyp Keine Penetration verfügbar.