---

Hallo zusammen,

ich habe eine Kontaktproblem (frictionless) mit zwei Teilen. Bei einer Parameterstudie, die die Ausrichtung von den beiden Teilen variiert habe ich zwischen den zwei Kontaktpartnern entweder eine Durchdringung (<0.4mm) oder eine Lücke (<1.5mm). Es wäre aber auch möglich immer eine Lücke zwischen beiden Teilen einzustellen. Einzelne Design Points kann ich so einstellen, dass sie konvergieren. Ich suche aber nach einer Idee, für eine solide Konfiguration, die eine Parameterstudie ermöglicht. Dabei sollte nicht die Geometrie der Oberflächen verändert werden (z.B. mit keyopt(5)=1 o.Ä.) sondern irgendwas anderes passieren, da es sich um Geometrien aus einer CT-Segmentation handelt, die erhalten bleiben sollen.

Die Informationen, die der Kontakt ausgibt enthalten ja z.B. immer sowas wie: "You may move entire target surface by : x= -4.345443444E-04, y= 1.618322129E-02, z= -2.882048477E-03,to reduce initial penetration." Gibt es nicht eine Möglichkeit dies zu nutzen? Ich habe schon überlegt aus der solve.out diese Daten auszulesen und dann als displacement aufzubringen und dann im zweiten Schritt erst eine Kraft.

Oder wäre es möglich sowas zu machen wie eine weggesteuerte Verschiebung bis zu einem Kontakt und im Anschluss dann kraftgesteuert weitermachen?

Vielleicht hat ja jemand eine Idee, ich wäre sehr dankbar!

Gruß

Patrick

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Moin und willkommen bei CAD.de,

allerdings wirst Du kaum eine qualifizierte Hilfe bekommen können ob der mageren Info. Vielleicht mal ein Plot?

------------------
Gruß
Gerd
Hunde haben ein Herrchen oder Frauchen - Katzen haben Personal.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

bsp.PNG

Hier ein Plot. Es handelt sich um ein Ausschnitt eines Hüftgelenks, könnte aber eben auch jedes andere paar von krummen Flächen sein.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Kann man da nicht mit der Interface Treatment Option "Adjust to Touch" arbeiten?

------------------
Viele Grüße von
Deepblue         

PS: War meine Antwort hilfreich? Dann freu ich mich über Unities 

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Danke für die Antwort. Leider verändert Adjust to touch die Geometrie, da die Kontaktelemente vergrößert werden. Es soll aber die CT-Geometrie erhalten bleiben, da sonst ja auf jeden Fall ein Fehler entsteht.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Auch dann, wenn keine Durchdringung vorhanden ist - also nur ein Gap?

------------------
Viele Grüße von
Deepblue         

PS: War meine Antwort hilfreich? Dann freu ich mich über Unities 

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hi,
ein "gap" sollte ja kein Problem sein.
Wenn das System mit "weak springs" stabilisiert wird, sollte es auch mit einem Spalt konvergieren.
Vorausgesetzt die Randbedingungen sind in Ordnung.
Eine Durchdringung ist offensichtlich unwahrscheinlich --> Fehler der Ursprungsdaten? --> Korrektur der CAD.
Wenn da noch Knorpel zwischen den Knochen liegt, könnte man den Spalt mit einem Material mit entsprechenden Eigenschaften in der CAD "auffüllen".

------------------
Dem Ingenieur ist nichts zu schwere -
Er lacht und spricht: "Wenn dieses nicht, so geht doch das!
Er überbrückt die Flüsse und die Meere,
Die Berge unverfroren zu durchbohren ist ihm Spass.
Er thürmt die Bogen in die Luft,
Er wühlt als Maulwurf in der Gruft,
Kein Hinderniss ist ihm zu gross -
Er geht drauf los!
...

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Meiner Meinung ist dies bei "Adjust to Touch" immer der Fall.
In der Hilfe ist "Adjust to Touch" auch unter "Geometric Modification" -> "Interface Treatment" zu finden. Es steht dort zwar nicht explizit, aber nur bei "Add Offset" steht "models the true contact gap/penetration". Mit der oben angesprochenen keyopt(5) (eigentlich aber =3) meinte ich auch "Adjust to Touch".

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Da war ich wohl eine Sekunde zu spät  mit der Antwort auf deepblues Frage.

Zur Durchdringung: Es gibt keine Durchdringung, wenn ich die Teile nicht manuell aufeinander zu bewege, das habe ich versucht, da es mit einer leichten Durchdringung besser funktionierte als mit der Lücke.

Ich muss zu zugegeben, die "weak springs" habe ich lange nicht probiert und auch vorerst ausgeschlossen wegen ihres Einflusses auf die Ergebnisse. Ich werde es gerne gleich (dauert schon lange sollte es konvergieren) nochmal testen. Es müsste ja eigentlich auch möglich sein die Federn dann in einem zweiten Zeitschritt wieder zu löschen.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Ich habe noch einmal in meinen Unterlagen nachgeschaut (zum Interface Treatment).
Mit der Keyoption 5 werden im Grunde die Contact-Elemente verschoben.
D.h. ist ein Gap vorhanden und die Keyopt(5)=1, werden die Kontaktelemente so verschoben, dass diese sich berühren. Der Gap bleibt dann erhalten (auch in den Results). Verformen sollten sich die Körperflächen dann nicht (es werden ja die Contactelemente verschoben).
Für die Keyopt(5) ist nur die Option "Close Gap" (=1) in Mechanical verfügbar. Es gibt noch die Optionen: Reduce Penetrat. (=2), Gap/Penetration (=3) und Default ICONT (=4)
Ansonsten gibt es noch die Keyopt(9)=2 die ganz interessant ist (in der Hilfe zu finden unter "Adjusting Initial Contact Conditions").
Erfahrungen habe ich damit aber nicht...

------------------
Viele Grüße von
Deepblue         

PS: War meine Antwort hilfreich? Dann freu ich mich über Unities 

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Keyopt(9) scheint nur für no seperation und bonded contact zu funktionieren ("Keep in mind that the effects of KEYOPT(9) are dependent on settings for other KEYOPTs. The indicated initial gap effect is considered only if KEYOPT(12) = 4 or 5 (no separation always or bonded always")? Jedenfalls bricht die Rechnung sofort ab.

Abschnitt 3. ("Use real constants PMIN and PMAX ...") auf der gleichen Hilfeseite (3.9.7.2. Using PMIN, PMAX, CNOF, ICONT, STRM. KEYOPT(5), and KEYOPT(9)) klingt auch sehr interessant. Dort steht das mit diesen Optionen die Oberfläche wirklich verschoben wird, auch entsprechend der gewählten Randbedingungen.

Folgendes habe ich bei dem frictionless contact eingefügt:
rmod,tid,7,0.1,0.1 !modify real constant 7 & 8

Funktioniert aber leider nicht, möglicherweise weil dort noch steht: "Make sure there is no other contact surface or target surface connecting with the deformable body."

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo,

ein Bild des Netzes für die zwei Kontaktflächen wäre Hilfreich.

Ich arbeite sehr viel mit Kontaktelementen. In 99% hat sich gezeigt, dass das Problem nicht in den Kontakteinstellungen (die kann man bis auf das grundsätzliche Verhalten und Kontaktalgorithmus auf default lassen) sondern an das Netz.

Des Weiteren, Ansys kommt nicht so gut (um nicht zu sagen: gar nicht zu recht) mit Kontakt mit initial gap. Da hilft nur eine weggesteuerte Analyse und dann umschalten auf kraftgesteuert.

Schließlich: Wie sehen deine Randbedingungen aus?

------------------
Viele Grüße
Alexandru Dadalau

MESHPARTS GmbH
Tuning Your Simulation
www.meshparts.de

[Diese Nachricht wurde von MESHPARTS am 05. Feb. 2015 editiert.]

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

acetabulum.PNG femur.PNG

Hallo Alexandru, vielen Dank für deine Rückmeldung. Ich habe mal zwei Screenshots von den Kontaktpartnern gemacht.

Bzgl. der weggesteuerten Analyse: Ich hatte weiter oben schonmal gefragt, ob es eine Möglichkeit gibt so lange weggesteuert zu arbeiten, bis eine bestimmte Durchdringung oder eine bestimmte Kraft erreicht wurde. Gibt es sowas? Das Problem ist, dass ich nicht weiß, wie groß die Entfernung ist, die ist je nach DesignPoint unterschiedlich. Die DesignPoints verändern die Winkel-Ausrichtung und die Kraft zwischen den Oberschenkel- und Beckenteilen.

zu den Randbedingungen:
Jeweils zwischen den Knorpelteilen und den Knochenteilen ist ein bonded contact zu finden.
Das Becken-Knochenteil ist mit einem remote displacement fixiert (0,0,0,0,0,0).
Für das Oberschenkel-Teil ist über ein remote displacement Rotation unterbunden. Kraftaufbringung per remote force.

Wenn ich z.B. die Teile so positioniere, dass es eine Durchdringung gibt, dann erreiche ich gute Konvergenz, wenn ich mit zwei Zeitschritten arbeite: 1. Oberschenkel-Teil mit remote displacement auch translational fixieren, damit sich der Kontakt auflöst 2. dann die Last rampenförmig aufbringen.
Das funktioniert dann aber eben immer nur für einen einzelnen DP.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo,

die weggesteuerte Berechnung muss nicht so genau sein. Du kannst einen festen Wert nehmen, der bei allen Designs passt, so dass es auf jedem Fall immer eine Eindringung gibt. Danach kann man oft mit einem einzigen Substep die max. Kraft aufbringen.

Das Netz ist nicht besonders fein, könnte aber je nach sich ergebender tatsächlicher Kontaktfläche ausreichend sein. Da hilft nur noch ein Plot der Kontaktpressungen weiter.

------------------
Viele Grüße
Alexandru Dadalau

MESHPARTS GmbH
Tuning Your Simulation
www.meshparts.de

[Diese Nachricht wurde von MESHPARTS am 05. Feb. 2015 editiert.]

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Alles klar, ich habe vorhin nochmal gestartet:
1. Timestep (10,1,20) mit Remote Displacement bis zu einer Durchdringung, Rotationen sind weiter unterbunden
2. Timestep (30,10,100) Remote Displacement ist hier deaktiviert, Remote Force (ca. 2000N, als Rampe)

Ich habe jetzt im zweiten Schritt die Kraft mit einer Rampe aufgebracht, du meinst aber, dass es mit einer "Sprungfunktion" besser funktioniert? Das probiere ich dann auch gleich noch.

Leider dauert die Rechnung schon immer relativ lange ... und mit GPU treten immer Fehler auf.

UPDATE:
Erster Zeitschritt ist konvergiert, der zweite nicht. Ich starte jetzt nochmal mit einer Sprungfunktion für die Kraft.

[Diese Nachricht wurde von p4t am 06. Feb. 2015 editiert.]

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Auch mit der Sprungfunktion funktioniert es nicht.

Ich hatte die Netzgröße noch von 1mm auf 0,8mm verkleinert, könnte es helfen sie noch weiter zu verringern?

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo,

was genau funktioniert nicht? Nur das Aufbringen er Kraft? Normalerweise, wenn die weg-gesteuerten Berechnung konvergiert, dann sollte die kraft-gesteuerten Berechnung (in einer oder max. 10 Iterationen) konvergieren.

Also wo genau bricht der Solver ab? Bei dem weg-, oder kraft-gesteuerten Schritt?

Was meiner Erfahrung nach noch besser funktioniert: Wenn die Eindringung schon vor dem Lösen vorhanden ist. Die Kontaktpartner müssen so eingestellt sein, dass die "initial penetration ramped" aufgebracht wird. Dabei müssen beide Knochen festgehalten werden. Im zweiten Schritt wird dann ein Knochen im notwendigen DOF frei gemacht und die Kraft aufgebracht.

Anhand der Output-Datei könnte ich evtl. mehr sagen.

------------------
Viele Grüße
Alexandru Dadalau

MESHPARTS GmbH
Tuning Your Simulation
www.meshparts.de

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo,

also die Rechnung bricht schon im ersten Schritt bei der weggesteuerten Berechnung ab. Ich habe mal die solve.out angehängt.

Deine neue Empfehlung ist die Methode, mit der ich es vorher monatelang ausprobiert habe. Dabei habe ich versucht eine Position zu finden, in der es immer eine kleine Durchdringung gibt und alles Teile im ersten Schritt fixiert. Im zweiten Schritt habe ich dann die Fixierung des Oberschenkel-Teil gelöst und dafür eine Kraftrampe aufgebracht. Dies hat aber nicht so robust funktioniert, weil die Durchdringungen je nach Ausrichtung der Knochen teilweise zu groß wurden. Für einzelne manuell ausgerichtete Versuche hat es aber geklappt. Ich hatte hier überlegt, ob man die Kraft, die in der Randbedingung ist (ldread?) vielleicht zur eigentlich Kraftrandbedingung rampen kann (mit table o.Ä.). Wenn ich das Teil mit Remote Displacement fixiere, dann müsste ja auch die Kraft an diesem Knochen sehr einfach zu ermitteln sein.

[Diese Nachricht wurde von p4t am 12. Feb. 2015 editiert.]

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP