Die intelligente Verklebung ist eine Methode zum Verbinden der Knoten auf angrenzenden Bauteilen, auch wenn die Netze nicht übereinstimmen. Die intelligente Verklebung ist für lineare und thermische Analysen verfügbar. Sie wird auf der Registerkarte Intelligente Verklebung im Dialogfeld Allgemeine Kontakteinstellungen aktiviert. Um auf dieses Dialogfeld zuzugreifen, doppelklicken Sie auf die Überschrift Allgemeine Kontakteinstellungen im Browser (Strukturansicht), oder klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Überschrift, und wählen Sie Einstellungen bearbeiten. Die folgenden Optionen sind für die intelligente Verklebung verfügbar:
- Intelligente Verklebung deaktivieren
- Grob zu feinem Netz verbunden
- Fein zu grobem Netz verbunden
Die folgenden Abschnitte liefern Unterstützung für die Auswahl der geeigneten Option für die intelligente Verklebung.
Die intelligente Verklebung wurde für die Verbindung von Knoten konzipiert, die nicht übereinander liegen. Eine Toleranz ist erforderlich, um zu steuern, wie weit die verbundenen Knoten voneinander entfernt sein können. Wenn die intelligente Verklebung aktiviert ist, doppelklicken Sie im Browser auf die Überschrift eines verklebten oder verschweißten Kontaktpaars (oder klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Überschrift), und wählen Sie Einstellungen bearbeiten), um auf die Toleranzen zuzugreifen. Sie können auf die Toleranzoptionen für die intelligente Verklebung entweder über die Überschrift des vorgegebenen Kontakts oder über ein explizit definiertes Kontaktpaar zugreifen.
Intelligente Verklebung Toleranztyp: Für Intelligente Verklebung Toleranztyp sind die folgenden zwei Optionen verfügbar:
- Bezogen auf Netzgröße: Verwendet die Eingabe im Feld Wert multipliziert mit der Netzgröße, um eine Bemaßung zu erstellen. Knoten auf der einen Fläche werden in dieser Entfernung von der anderen Fläche verbunden. (Die Netzgröße basiert auf der durchschnittlichen Elementgröße an der Position des Knotens).
- Absolute Größe: Verwendet die Bemaßung im Feld Wert, um die Knoten an die angrenzende Fläche anzupassen.
Die Software bestimmt, welche Fläche mit der angrenzenden Fläche verbunden werden, basierend auf den relativen Netzgrößen und dem Modus für die intelligente Verklebung, den Sie angeben. Dieser Prozess ist nicht abhängig von der Reihenfolge, in der die Kontakteinträge im Browser angezeigt werden. Der Modus für die intelligente Verklebung kann jedoch Auswirkungen auf den geeigneten Toleranzwert haben. Der Abstand zwischen einem Knoten auf dem feinen Netz und dem nächsten Knoten auf dem groben Netz kann sich erheblich von dem Abstand zwischen einem Knoten auf dem groben Netz und dem nächste Knoten auf dem feinen Netz unterscheiden. Dieses Konzept wird sicherlich klarer, wenn die Unterschiede zwischen den intelligenten Verklebungsmodi näher erklärt werden.
Die intelligente Verklebungsoption gilt für verklebte und verschweißte Kontakte. Für andere Kontaktarten (mit Ausnahme von Frei) müssen die Knoten bei Verwendung des programmeigenen Simulation Mechanical-Solvers (SimMech) abgeglichen werden. Weitere Informationen finden Sie unter Kontakttypen.
- Was in Autodesk Simulation Mechanical als verklebter Kontakt bezeichnet wird, ist gleichbedeutend mit einem verschweißten Kontakt in Nastran. Die Verklebung tritt bei Verwendung des Nastran-Solvers bei einem verschweißten Kontakt entlang der gesamten Kontaktfläche auf. Dieses Verhalten unterscheidet sich von einem verschweißten Kontakt bei Verwendung des SimMech-Solvers, bei dem nur den Umfang der sich berührenden Flächen verbunden wird (damit wird der Effekt einer Schweißnaht um den Umfang des Bauteilschnittstelle simuliert).
- Verwenden Sie nicht die Option zur intelligenten Verklebung, wenn dasselbe Netz für eine andere Analyse verwendet wird und die andere Analyse die intelligente Verklebung nicht unterstützt (z. B. nichtlineare Analyse bei Verwendung von verschweißtem Kontakt). Wenn der Kontakttyp in einen Typ geändert wird, der die intelligente Verklebung nicht unterstützt (z. B. von Verklebt zu Kontakttyp Fläche), sollten die Netze für beide Analysen angepasst werden.
Intelligente Einbindung - Funktion
Die intelligente Einbindung überträgt Lasten von den Knoten auf einem Bauteil auf die angrenzenden Knoten auf dem anderen Bauteil, indem Gleichungen zum Verknüpfen der Freiheitsgrade der Bauteile verwendet werden (Verschiebungen für die Spannungsanalyse, Temperatur für Wärmeübertragung). Diese Verknüpfung erfolgt mit der gleichen Methode wie bei Mehrpunktabhängigkeiten. Bei der Spannungsanalyse werden die Translationen für Quader- und 2D-Elemente verknüpft. Bei Platte-Platte-Elementen werden die Translationen und Drehungen verknüpft. Siehe Abbildung 1 für Beispiele.
Stellen Sie sich ein Kontaktpaar zwischen Bauteil A/Fläche C und Bauteil B/Fläche D vor. Da die Knoten auf Fläche D möglicherweise mit Knoten auf Fläche B verbunden sein können, die außerhalb des Bereichs der Fläche D liegen, kann die intelligente Verklebung die Last von Bauteil C auf Bauteil A über einen größeren Bereich als den physischen Kontaktbereich verteilen. Der Grad, mit dem die Last verteilt wird, hängt von der Größe des Netzes ab. Siehe Abbildung 1(a).
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TX26 = TX22 + (a/b)(TX23-TX22) TY26 = TY22 + (a/b)(TY23-TY22) TZ26 = TZ22 + (a/b)(TZ23-TZ22) T ist die Translation in X, Y oder Z am angegebenen Knoten. |
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(a) Verbindung von Volumenkörper (P1) mit Volumenkörper (P2) mit intelligenter Einbindung, Spannungsanalyse. Da Bauteil 2 mit Bauteil 1 an Knoten 22 und 23 verbunden ist, wird die Last über einen größeren Bereich als die Schnittstelle zwischen Bauteil 1 und 2 übertragen. Diese Annäherung ist genauer, da die Netzgröße auf Bauteil 1 reduziert ist. |
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TY26 = TY22 + (a/b)(TY23-TY22) TZ26 = TZ22 + (a/b)(TZ23-TZ22) RX26= 0 R ist die Drehung um X, Y oder Z am angegebenen Knoten. |
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(b) Verbindung von Platte (P2) mit Volumenkörper (P1) mit intelligenter Einbindung, Spannungsanalyse. (2D-Ansicht zur Vereinfachung) |
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T26 = T22 + (a/b)(T23-T22) T ist die Temperatur am angegebenen Knoten. |
| (c) Verbindung von Volumenkörper zu Volumenkörper mit intelligenter Einbindung, Wärmeübertragungsanalyse. | |
| Abbildung 1: Beispiele für intelligente Einbindung | |
Tipp zum Mittelknoten
Verwenden Sie die intelligente Verklebung zum Verbinden der Mittelknoten auf Bauteil A (ein Bauteil, für das genauere Ergebnisse erforderlich sind) mit den Eckknoten auf Bauteil B (ein Bauteil ohne Mittelknoten; hohe Genauigkeit nicht erforderlich).
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| Ohne die intelligente Einbindung können sich die Mittelknoten im Bauteil auf der rechten Seite von der Fläche des linken Bauteils wegbewegen. (Nur die Knoten auf der Kontaktfläche werden aus Gründen der Übersichtlichkeit gezeigt.) | Mit der intelligenten Einbindung werden die Mittelknoten mit der Fläche des linken Bauteils verbunden. Auf diese Weise können die Mittelknoten nicht verschoben werden. (Bauteile werden aus Gründen der Übersichtlichkeit mit kleiner Lücke angezeigt.) |
| Abbildung 2: Verbinden von Mittelknoten | |
Anmerkung zu älteren Modellen
Modelle, die vor der Einführung der intelligenten Verklebung erstellt wurden, wurden zum Generieren freier Flächen möglicherweise auf einem nicht angepassten Netz erstellt, auch wenn der Kontakttyp auf Verklebt festgelegt war. Wenn solche Modelle erneut analysiert werden, sollte die intelligente Einbindung nicht aktiviert werden. Andernfalls verhalten sich die Flächen jetzt wie verbunden. Siehe Abbildung 3. (Vorgabemäßig ist die intelligente Einbindung für ältere Modelle deaktiviert).
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(a) Vor der intelligenten Einbindung werden Bauteile nicht verbunden, da die Knoten nicht übereinstimmen. (In der Tat würde keiner der Kontakttypen funktionieren, da die Knoten nicht übereinstimmen.) Durch eine tangentiale Kraft F können Bauteile getrennt werden. |
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(b) Wenn das gleiche Modell in einer Software mit intelligenter Einbindung geöffnet wird und der Kontakttyp Verklebt lautet und die intelligente Einbindung aktiviert ist, werden die Bauteile verbunden, auch wenn die Knoten nicht übereinstimmen. Auf diese Weise können die Bauteile nicht getrennt werden. Um dies zu verhindern, deaktivieren Sie die Option Intelligenter verklebter/verschweißter Kontakt ein, oder legen Sie den Kontakttyp für die entsprechenden Flächen auf Frei/Kein Kontakt fest. |
| Abbildung 3: Freier Kontakt mit abweichendem Netz (ältere Modelle) |
Punktschweißen ist ein Beispiel für kongruente Flächen, bei denen einige Knoten nicht übereinstimmen und diese Knoten nicht verbunden werden sollen.
Beste Option für die intelligente Verklebung wählen
Bei der obigen Erläuterung (Abbildung 1) wurde vorausgesetzt, dass die Knoten auf Bauteil 2 mit den Knoten auf Bauteil 1 verbunden sind. Sie verfügen nicht über diese Art der Steuerung. Stattdessen geben Sie an, ob die Knoten auf der Fläche mit dem gröberen Netz mit der feineren Seite verbunden sind oder umgekehrt. Neben der vom Benutzer festgelegten Option zur intelligenten Verklebung entscheidet die Software darüber, welche Fläche das feinere Netz und welche das gröbere Netz aufweist. Beachten Sie, dass alle Elemente auf der Kontaktfläche berücksichtigt werden. Die Netzgröße an einem Teil der Kontaktfläche ist nicht der entscheidende Faktor zwischen fein und grob. Nur Knoten, die sich innerhalb der angegebenen Toleranz (siehe oben) relativ zu den Knoten auf der gegenüberliegenden Fläche befinden, werden verwendet. Knoten außerhalb des Kontaktbereichs werden nicht verwendet, um fein oder grob zu bestimmen. Wenn Sie z. B. ein explizites Kontaktpaar zwischen den Bauteilen 1 und 4 definieren, werden alle Knoten, die sich zwischen den Bauteilen 1 und 4 befinden, gezählt, unabhängig davon, ob der Kontakt an einer Fläche oder mehreren Flächen besteht. Das Bauteil mit weniger Kontaktknoten wird das gröbere Netz. (Dasselbe gilt auch für die vorgegebene Kontakteinstellung. Alle Kontaktknoten zwischen zwei Bauteilen werden verwendet, um zu ermitteln, ob das Netz fein oder grob ist.) Für Kontaktpaare, bei denen Kontakt zwischen Bauteil/Fläche und Bauteil/Fläche definiert wird, werden die Knoten, die die angegebenen Flächen berühren, verwendet, um zu bestimmen, welches Netz fein oder grob ist.
Wenn Sie den Typ der intelligenten Einbindung auswählen (Grob zu feinem Netz verbunden oder Fein zu grobem Netz verbunden), ist es hilfreich zu überlegen, was an der Schnittstelle zwischen den beiden Bauteilen passieren soll. Dies wird in den Abbildungen 4 bis 7 veranschaulicht.
Bei einer Spannungsanalyse mit reiner Kompression an der Schnittstelle sollten alle Knoten auf der Schnittstelle um den gleichen Betrag abweichen. Durch die Auswahl von Fein zu grobem Netz verbunden werden genauere Ergebnisse erzielt. Siehe Abbildung 4.
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(a) Das Modell. Ein einfaches Kompressionsmodell. |
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(b) Falsch. Durch die Verwendung der intelligenten Einbindung Grob zu feinem Netz verbunden wird bewirkt, dass nur die Knoten auf dem groben Netz der Verschiebung des feinen Netzes folgen. Somit können sich die inneren Knoten auf dem feinen Netz unabhängig voneinander frei bewegen. Wie in diesem Plot mit übertriebener Verschiebung gezeigt, wird das feine Netz nicht korrekt verschoben. |
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(c) Richtig. Durch die Verwendung der intelligenten Einbindung Fein zu grobem Netz verbunden wird bewirkt, dass die Knoten auf dem feinen Netz der Verschiebung des groben Netzes folgen. Beide Netze weichen wie gewünscht ab (obwohl das feine Netz linear an den Knoten zwischen den Knoten des groben Elements verschoben wird. Dies kann zu einigen Ungenauigkeiten führen). Die gleiche in Abbildung (b) verwendete übertriebene Verschiebungsskala wird hier angezeigt. |
| Abbildung 4: Spannungsanalyse bei reiner Kompression |
Bei Spannungsanalysen mit einer Biegung an der Schnittstelle müssen sich die Knoten auf der Fläche mit dem feineren Netz unabhängig von den Knoten auf dem gröberen Netz bewegen können, d. h. beide Knotensätze sollten so verschoben werden, dass derselbe Krümmungsradius erstellt wird. Durch die Auswahl von Grob zu feinem Netz verbunden werden genauere Ergebnisse erzielt. Siehe Abbildung 5.
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(a) Das Modell. Ein einfaches Biegungsmodell. |
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(b) Falsch. Durch die Verwendung der intelligenten Einbindung Fein zu grobem Netz verbunden wird bewirkt, dass die Knoten auf dem feinen Netz der Verschiebung des groben Netzes folgen. Wenn das feine Netz um die gleiche Krümmung gebogen wird wie das gröbere Netz, sind die Verschiebungsergebnisse weniger genau. Durch den Knick oder die plötzliche Neigungsänderung in jedem Satz der 4 Elemente im unteren Bauteil würden insbesondere die Spannungsergebnisse hohe Spannungen aufweisen. Die gleiche in Abbildung (c) verwendete übertriebene Verschiebungsskala ist hier abgebildet, sodass diese Verschiebung wesentlich kleiner ist. |
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(c) Richtig. Durch die Verwendung der intelligenten Einbindung Grob zu feinem Netz verbunden wird bewirkt, dass nur die Knoten auf dem groben Netz der Verschiebung des feinen Netzes folgen. Somit können sich die inneren Knoten auf dem feinen Netz unabhängig voneinander frei bewegen. Obwohl die Verschiebung des unteren Bauteils aufgrund der Trennung vom oberen Bauteil falsch zu sein scheint (hier stark übertrieben dargestellt, um die Form besser zu zeigen), beweist die Tatsache, dass beide Bauteile der korrekten Krümmung folgen, dass diese Ergebnisse genauer sind. |
| Abbildung 5: Spannungsanalyse bei reiner Biegung |
Bei der Wärmeübertragungsanalyse sollte der Wärmefluss vom feineren Netz zum gröberen Netz kontinuierlich sein. Durch die Auswahl von Fein zu grobem Netz verbunden werden genauere Ergebnisse erzielt. Siehe Abbildung 6. Ähnliches gilt für die elektrostatische Analyse.
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(a) Das Modell. Ein einfaches Modell mit zwei Bauteilen, bei dem die untere Fläche einer heißen Umgebung und die obere Fläche einer kalten Umgebung ausgesetzt ist. Da die Bauteile praktisch dieselbe Breite aufweisen, stellt dieses 2D-Modell eine 1-D-Wärmeübertragung dar. |
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(b) Falsch. Durch die Verwendung der intelligenten Einbindung Grob zu feinem Netz verbunden wird bewirkt, dass nur die Knoten auf dem groben Netz der Temperatur des feinen Netzes folgen. Somit sind die inneren Knoten auf dem feineren Netz (dargestellt durch die Punkte) nicht mit dem oberen Bauteil verbunden. Auf diese Weise wird der Wärmefluss blockiert (dargestellt durch die Pfeile in der Mitte jedes Elements). Die Wärme muss seitlich an den blockierten Knoten entlang fließen, sodass sie zum oberen Bauteil gelangt. Dadurch entsteht ein weniger genauer Temperaturverlauf. |
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(c) Richtig. Durch die Verwendung der intelligenten Einbindung Fein zu grobem Netz verbunden wird bewirkt, dass die Knoten auf dem feinen Netz der Temperatur des groben Netzes folgen. Daher werden nur die beiden äußeren Knoten (dargestellt durch die Punkte) nicht mit dem oberen Bauteil verbunden. Durch eine verringerte Blockierung des Wärmeflusses sind die Vektoren des Wärmestroms nahezu parallel (wie für die 1-D-Wärmeübertragung erforderlich). Das Ergebnis ist ein genauerer Temperaturverlauf. |
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Abbildung 6: Wärmeübertragungsanalyse |
Eine weitere Überlegung bei der Auswahl des Typs für die intelligente Einbindung ist, dass Knoten auf der ausgewählten Fläche vorhanden sein müssen, die physisch mit der gegenüberliegenden Fläche übereinstimmen. Siehe Abbildung 7.
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Intelligente Verklebung Grob zu feinem Netz verbunden versus intelligente Verklebung Fein zu grobem Netz verbunden. Wenn nur die Knoten auf dem groben Bauteil (unten, rot dargestellt) mit dem feinen Bauteil (oben, grün dargestellt) durch Auswählen von Grob zu feinem Netz verbunden verbunden sind, dann wird nur ein Knoten (rechts) verbunden. Weitere Knoten werden nicht verbunden, da die Knoten auf dem groben Netz das andere Bauteil nicht berühren. Wenn es sich dabei um eine Spannungsanalyse handeln würde, könnte das obere Bauteil statisch instabil sein. Für dieses Beispiel würde sich die intelligente Einbindung Fein zu grobem Netz verbunden besser eignen. Alle Knoten auf dem oberen Bauteil werden mit den Knoten auf dem unteren Bauteil verbunden, da alle diese Knoten das untere Bauteil berühren. |
| Abbildung 7: Verbinden von stark unterschiedlichen Netzgrößen |
Beachten Sie, dass die intelligente Einbindung die Übertragung von Lasten an den Rändern von zwei Bauteilen annähert. Bei einer Spannungsanalyse wird die Kontinuität der Verschiebungen beibehalten. Andere Größen, wie beispielsweise Kraft, Spannung, Weiterentwicklung der Verschiebungen, sind nicht kontinuierlich. Daher können die Ergebnisse am Rand, wo intelligente Einbindung auftritt, abhängig von der relativen Netzdichte ungenau sein. Die Ergebnisse außerhalb des Rands sollten in Bezug auf die durch die intelligente Einbindung verursachten Auswirkungen (falls vorhanden) präzise sein. Wenn genaue Ergebnisse am Rand zwischen den Bauteilen benötigt werden, sollte die intelligente Einbindung nicht verwendet werden. Stattdessen sollten die Netze angepasst werden.
Ein Vorteil der intelligenten Einbindung ist die Durchführung von Was-wäre-wenn-Studien und Änderung des Netzes auf einem Bauteil, ohne das gesamte Modell erneut mit einem Netz versehen zu müssen. Die intelligente Einbindung behält die Verbindung an den Kontaktflächen bei, selbst wenn das Netz möglicherweise nicht ausgerichtet ist. Siehe Abbildung 8.
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Abbildung 8: Beispiel für die Verwendung der intelligenten Einbindung Eine Studie zur Netzempfindlichkeit kann durchgeführt werden, indem Sie das Netz auf Bauteil 2 [P2] ändern, ohne das gesamte Modell erneut mit einem Netz versehen zu müssen. Die Geometrie des Bauteils 2 kann auch geändert werden, z. B. Vergleichen einer Fase mit einer Rundung mit großem Radius oder mit einer Rundung mit kleinem Radius. |
Lösungsmethode Mehrpunktabhängigkeit
Bei der intelligenten Verklebung wird zum Lösen der Analyse standardmäßig die Kondensierungsmethode eingesetzt. Wenn die Analyse nicht konvergiert oder nicht den Erwartungen entspricht, können Sie eine andere Lösungsmethodeverwenden (siehe Mehrpunktabhängigkeiten). Klicken Sie auf Setup 
Abhängigkeiten Mehrpunktabhängigkeit, und wählen Sie unter Lösungsmethode eine Option aus.
Wenn Sie die Strafmethode verwenden, wird die Genauigkeit der Lösung vom Feld Pönale gesteuert. Eine Steifheit wird auf die MPC-Gleichungen angewendet. Diese Steifheit wird zur normalen Steifigkeitsmatrix hinzugefügt. Die Pönale multipliziert mit der maximalen diagonalen Steifheit im Modell wird für die Straflösung verwendet. Ein Multiplikator von 0 bedeutet, dass die Bauteile nicht verbunden sind, und ein Multiplikator von unendlich weist auf eine perfekte Verbindung zwischen den Bauteilen hin. Die unendliche Steifigkeit ist in einer numerischen Lösung weder zulässig noch erforderlich. Ein Wert im Bereich von 104 bis 106 wird empfohlen. Bei einigen Analysen wird möglicherweise eine Warnung zur maximalen bis minimalen Steifheit (max./min. Steifheit) ausgegeben oder sie schlagen fehl, um eine Lösung zu finden, wenn die Pönale zu groß ist.
Um die Genauigkeit der Lösung beurteilen zu können, enthält die Übersichtsdatei eine Zeile mit dem Zufriedenheitsfaktor. Ein Wert von 100 % weist darauf hin, dass die MPC-Gleichungen (wie z. B. in Abbildung 1) genauestens erfüllt sind. Ein Wert von weniger als 100 % weist darauf hin, dass eine Trennung der Bauteile vorliegt. Es ist nicht möglich zu sagen, dass Werte unterhalb einer bestimmten Prozentsatz darauf hinweisen, dass die Lösung falsch ist. Verlassen Sie sich auf Ihre Erfahrung, um zu beurteilen, wann es sich beim Zufriedenheitsfaktor um ein nicht akzeptables Ergebnis handelt.
- Die von Ihnen im Dialogfeld Mehrpunktabhängigkeiten definieren gewählte Lösungsmethode wird als Methode für alle Elemente mit Mehrpunktabhängigkeiten festgelegt. Dazu gehören unter anderem zyklische Symmetrie, reibungslose Abhängigkeiten, die intelligente Verklebung und benutzerdefinierte Mehrpunktabhängigkeiten. Wenn Sie beispielsweise die Methode Über Lösungsabweichung verwenden möchten, um alle Analysen mit intelligenter Verklebung oder andere Elemente mit Bezug auf Mehrpunktabhängigkeiten zu lösen, können Sie die vorgabemäßige Kondensierungsmethode überschreiben, indem Sie im Dialogfeld Mehrpunktabhängigkeiten definieren die Option Über Lösungsabweichung auswählen.
- Die intelligente Verklebung wird angewendet auf den Kontakt zwischen Quader-, 2D-, Membran- und Schalenelementen. Für verbundene Kontakte mit anderen Elementtypen müssen die Knoten übereinstimmen. Die Einstellung für die intelligente Verklebung hat keinen Einfluss darauf.