Teil 9: Kontaktmodellierung:

Kontakte werden verwendet, um zu bestimmen, wie Bauteile in einer Baugruppe miteinander interagieren. Beispiele hierfür sind wenn die Teile miteinander verbunden sind und sich einfach nicht bewegen können, wenn ein Bauteil relativ zum anderen verschoben werden kann, oder wenn die beiden Teile sich voneinander trennen, aber nicht verschoben werden können.

Für die Definition von Kontakten gibt es im Wesentlichen zwei Möglichkeiten: automatisch und manuell.

Automatische Kontakte

Um eine automatische Berechnung durchzuführen, klicken Sie in der Multifunktionsleiste in der Gruppe Kontakte auf Automatisch:

Dies bewirkt, dass Inventor Nastran die Kontaktpaare im gesamten Modell identifiziert und jedem eine Kontaktbedingung zuweist.

Vorgabemäßig werden alle automatisch berechneten Kontaktpaare als "Verklebt" definiert. Dies bedeutet, dass die beiden Bauteile sich aufgrund der auf das Modell wirkenden Kräfte zusammen bewegen. Um die Kontaktdefinition zu ändern, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Kontakteintrag in der Strukturansicht, und wählen Sie Bearbeiten. Anschließend können Sie den gewünschten Kontakttyp aus der Liste auswählen:

Manuelle Kontakte

Kontakte manuell zuweisen, um die Kontaktflächenpaare besser steuern zu können. Klicken Sie dazu in der Multifunktionsleiste in der Gruppe Kontakte auf das Handbuch:

Im Dialogfeld Flächenkontakte finden Sie zwei Optionen zum Definieren von Kontakten:

Auto

Mit der Option Auto können Sie mehrere Kontakte automatisch definieren. Sie müssen nur eine einzige Kontaktgrenzlinie für jedes Kontaktpaar definieren.

Anmerkungen:

• Die Toleranz und Max. Aktivierungsabstand definieren die Trennung zwischen den beiden Flächen sich möglicherweise berühren. Der Wert entspricht ungefähr der physischen Trennung zwischen den beiden Objekten.
• Der Steifigkeitsfaktor ist die Steifigkeit des Kontaktgelenks. Dieser Wert basiert auf dem steiferen der zwei verbundene Teile. Wenn die beide Objekte ähnliche Steifheitswerte haben, verwenden Sie den Vorgabewert.

Manuell

Bei der Option Manuell geben Sie die über- und untergeordneten Flächen oder Kanten an, die am Kontakt beteiligt sind.

Die übergeordnete Fläche hat in der Regel das gröbere Netz. Die untergeordnete Fläche kann die übergeordnete nicht durchdringen. Durch die Verwendung eines symmetrischen Durchdringungstyps wird die Unterscheidung hinfällig.

Anmerkungen:

• Max. Aktivierungsabstand sollte etwas größer sein als die maximal erwartete Gleit- oder andere Bewegung.
• Bei ähnlichen ist der vorgabemäßige Steifheitsfaktor akzeptabel. Verringern Sie den Wert, wenn ein Körper viel weicher ist als der andere. Erhöhen Sie den Wert, wenn die sich berührenden Objekte einander zu sehr durchdringen.

Kontakttypen

• Trennung: Dies ist ein Oberfläche-zu-Oberfläche-Kontakt. Er ermöglicht das Gleiten und Öffnen zwischen den Objekten an der Kontaktstelle.
  • Verfügbar für nichtlinearen Analysen.
  • Im Falle einer linear statischen Analyse wird die lineare Kontaktlösung eingesetzt. Lediglich die Flächen, die in Kontakt sind, werden verwendet. Die übrigen Bereiche, die abheben möchten, werden ignoriert.
  • Reibungseffekte sind enthalten.
• Verklebt: Dieser Kontakt führt dazu, dass die beiden Körper genauso reagieren, wie an der Kontaktposition. An der Kontaktstelle kann das Paar sich nicht trennen, und die Elemente können sich nicht relativ zueinander bewegen.
  • Verfügbar für lineare und nichtlineare Analysen.
• Gleitend/nicht getrennt: Bei Zug und Druck ermöglicht dies das Gleiten entlang der Kontaktfläche, aber die Bauteile dürfen sich nicht trennen.
  • Verfügbar für lineare und nichtlineare Lösungen.
  • Funktioniert am besten bei ebenen Flächen, da gekrümmte Flächen etwas angehoben werden müssen, um ein Gleiten relativ zueinander zu erreichen (aufgrund der Facetten des Netzes).
• Getrennt/nicht gleitend: Die Objekte können sich unter Zug und Druck trennen, jedoch nicht relativ zueinander gleiten.
  • Verfügbar nur für nichtlinearen Analysen.
  • Es handelt sich im Wesentlichen um unendliche Reibung.
• Versatz verbunden: Dies dient zur Simulation von Schweißverbindungen, bei denen eine erhebliche Trennung zwischen den sich berührenden Flächen zu besteht.
  • Verfügbar für lineare und nichtlineare Lösungen.
  • Kann für den Kontakttyp Kante zu Oberfläche verwendet werden; typisch für Schalen- oder Mittelflächenmodelle.

Allgemeine Richtlinien

1. Im Allgemeinen sollten Sie bei der manuellen Option für die Einrichtung des Kontakts als übergeordnete Fläche die Fläche mit der geringsten Krümmung bzw. bei zylindrischem Kontakt das äußere Segment wählen (und unsymmetrische Durchdringung wählen).
2. Beim Einrichten einer nichtlinearen Analyse sollten Sie im Allgemeinen 5 Inkremente bei nicht gleitendem Kontakt, 10 Inkremente bei gleitendem Kontakt und 20 Inkremente bei Kontakt mit nichtlinearen Materialien verwenden.
3. Führen Sie für nichtlineare Analysen Ihre Modell zuerst als statische/modale Analyse aus und gehen Sie sicher, dass dies gut funktioniert und die Ergebnisse gut aussehen. Beachten Sie, dass die Kontaktelemente sich während einer statischen/modalen Analyse wie verklebte (geschweißte) Elemente verhalten. Wenn die Ergebnisse ausfallen wie erwartet, führen Sie als Nächstes eine nichtlineare Analyse durch.

Weitere Informationen zur Kontaktmodellierung finden Sie im Benutzerhandbuch unter dem Thema Oberflächenkontakte.

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