Die lineare Theorie geht von kleinen Verschiebungen aus. Es wird auch davon ausgegangen, dass sich die Richtung der Normalen zu den Kontaktbereichen während des Ladens nicht ändert, sodass die gesamte Last in einem Schritt angewendet wird. In Fällen, bei denen diese Annahmen nicht zutreffen, kann dieser Ansatz zu ungenauen Ergebnissen oder Konvergenzproblemen führen.
Sie können eine Lösung für große Verschiebungen verwenden. Dies 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 einer 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 Große Verschiebung im Dialogfeld „Statisch“ aktiviert ist, wird die statische Studie gelöst, indem die Last schrittweise erhöht und die Geometrie aktualisiert wird.
Wenn Sie die Lösung für große Verschiebungen für statische Studien verwenden, können Sie die Ergebnisse nur im letzten Schritt anzeigen, der der Volllast 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. Eine Warnmeldung wird ausgegeben, wenn zu große Verschiebungen berechnet werden. Der Gleichungslöser führt die folgenden Prüfungen durch:
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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.
- 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, wird eine Warnmeldung ausgegeben. 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.
So aktivieren Sie „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 Eigenschaften aus.
Das Dialogfeld Statisch wird angezeigt.
- Wählen Sie auf der Registerkarte Optionen die Option Große Verschiebung aus.
- Klicken Sie auf OK.
Diese Option bestimmt, wie die Software das Kontaktproblem behandelt. Ein Beispiel für diese Funktion finden Sie im Online-Lehrbuch.
| Große Verschiebung 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 gültig sind, können ungenaue Ergebnisse oder Konvergenzschwierigkeiten auftreten. |
| Große Verschiebung aktiviert |
Die Lasten werden schrittweise und gleichmäßig angewendet, bis der festgelegte maximale Wert erreicht ist. Die Software legt die Anzahl der Schritte basierend auf den Verformungsergebnissen fest. Die Quell- und Zielpaare und die Senkrechten zu den Kontaktbereichen werden an jedem Lösungsschritt bewertet. |
Empfohlene Vorgehensweise
- Lösen Sie das Problem, ohne die Option Große Verschiebungzu aktivieren.
- Aktivieren Sie die Option Große Verschiebung und wiederholen Sie den Vorgang in den folgenden Fällen:
- Wenn Verschiebungen der Kontaktflächen erkennbar sind, wenn Sie die verformte Form mit einem Skalierungsfaktor von 1,0 darstellen.
- Wenn die höchste Dehnung einen Wert von 4 % überschreitet.
- Wenn von-Mises-Spannungen nahe an den Fließspannungswerten liegen.
Anmerkungen
- Erstellen Sie eine nicht-lineare Studie, um eine große Dehnung und Nicht-Linearität des Materials zu handhaben.
- Die Lösung mit großer Verschiebung funktioniert nicht mit folgenden Elementen:
- Schweißpunkt- und Lager-Verbindungselemente
- Balkennetz oder gemischtes Netz mit Balken
- Abgesetzte Lasten/Masse
- Starre Körper
- Option Freie Körperkräfte berechnen im Dialogfeld Statisch (Software ignoriert die Option).