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contactproblems.png

Hallo zusammen,

verzweifel momentan an meinem Modell und hoffe, dass ihr mir weiterhelfen könnt. Ich bin gerade dabei einen kinematischen Biegeprozess zu simulieren. Dabei wird das umzuformende Halbzeug (Profil) durch eine starre Matrize geführt und über ein formgebendes Werkzeug ausgelenkt. Dadurch wird letztlich die Krümmung des Profils definiert. Für ein besseres Verständnis habe ich die Anordnung der Werkzeug in dem beigefügten Bild dargestellt. Wie auch auf der Abbildung zu erkennen ist, habe ich derzeit das Problem, dass das zwischen der Matrize geführte Profil diese erheblich durchdringt. Ich weis allerdings nicht woran es liegt und wie ich es in den Griff bekommen kann.

Zum Modell selbst:
Das umzuformenden Profil habe ich als deformierbares Schalenelement modelliert. Die Abmessungen sind so gewählt worden, dass die Kontur der Mittellinie des Querschnitts (Midsurface)) entspricht. Die Wanddicke beträgt 1,5mm. Der Offset bezieht sich auf die "Middle surface". Für die Elementierung sind S4R Elemente mit einer Kantenlänge von 2mm verwendet worden.

Das Werkzeug (Matrize) ist als analytisches Schalenelement definiert. Die Oberflächennormale (shell normal) ist in Richtung des Profils orientiert. Werkzeug und Profil sind so zueinander ausgerichtet, dass zwischen beiden noch ein Spalt von 0,1mm vorliegt.

Als Kontakt habe ich einen "General Contact (explicit)" gewählt. Alle in Kontakt stehenden Oberflächen sind einzeln (selected surface pairs) definiert worden. Es wurden radiale wie auch tangentiale Kontakteigenschaften definiert. Für das tangentiale Verhalten (tangential behaviour) wird eine Reibung von 0,05 angenommen. Des Weiteren ist für das radiale Verhalten (normal behaviour) ein ""hard" contact" definiert worden.

Ich hoffe ihr habe einen Lösung oder Lösungsansätze die mir weiterhelfen... 

Gruß Seb

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Was sind analytische Schalen?
Analytische Starrkörper haben kein Netz - also auch keine Schalenelemente. Eine Dicke gibt es nicht im Kontakt.
Starre Flächenelemente R3D4/R3D3 sind auch keine Schalen und haben auch keine Dicke im Kontakt.
Schalenelemente (z.B. S4R) die als starr deklariert wurden haben im Kontakt eine Dicke.

Warum übersteuerst du den General Contact lokal mit Kontaktpaaren? In Explicit gibt für so etwas nur sehr selten einen Grund.

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Hallo nochmal,

zunächst erstmal Danke für die Rückmeldung. Ich meine auch analytischer Starrkörper (analytical rigid body). Wieso gibt es keine Dicke im Kontakt? Durch die Materialdicke erhält die Schale doch einen Offset, der bei der Kontaktfindung berücksichtigt wird. Ich arbeite noch nicht so lange mit Abaqus und bin daher für jeden Input dankbar.

Wieso übersteuere ich den General Contact mit der Zuweisung der Kontaktpaare? Was meinst du damit genau? Kann das einen negativen Einfluss auf das Ergebnis haben?

Ich denke, dass das ich den Fehler für mein Problem erst einmal gefunden habe. Bekam die Fehlermeldung:

***WARNING: In step 1, some facet thicknesses for general contact were reduced from the parent element or specified values due to a large thickness compared to facet dimensions.  The most significant thickness scaling factor was 0.15318 for a facet on parent element 2454 of instance BIEGEDORN-1.  An element set named "WarnElemGContThickReduce" has been created for use in ABAQUS/Viewer to locate the regions of reduced thickness.

Wie ich im Forum (http://ww3.cad.de/foren/ubb/Forum254/HTML/000993.shtml) gelesen habe, darf bei Schalenelementen im Kontakt die Dicke der Schale nur der halben Kantenlänge entsprechen, da ansonsten von ABAQUS ein Selbstkontakt interpretiert wird. Des Weiteren habe ich mir anschließend über den Field Output die Kontaktdicke (contact thickness CTHICK) ausgeben lassen. Dabei zeigt sich, dass die Wanddicke auf etwa 1mm reduziert wird, wodurch letztlich die starke Durchdringung der Werkzeugflächen resultiert. Habe jetzt die Vernetzung entsprechend angepasst.

Gruß Seb

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Zitat:

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Original erstellt von SebGr0815:
Wieso gibt es keine Dicke im Kontakt? Durch die Materialdicke erhält die Schale doch einen Offset, der bei der Kontaktfindung berücksichtigt wird.

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Damit meinte, dass je nach Art des Starrkörpers noch eine Kontaktdicke von diesem dazu kommt. Von dem deformierbaren Körper kann natürlich auch eine Kontaktdicke hinzukommen.

Zitat:

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Original erstellt von SebGr0815:
Wieso übersteuere ich den General Contact mit der Zuweisung der Kontaktpaare? Was meinst du damit genau? Kann das einen negativen Einfluss auf das Ergebnis haben?

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Nein, eigentlich nicht. Abaqus entfernt die Regionen mit Kontaktpaaren automatisch aus dem General Contact, so dass nichts doppelt an einer Region aktiv ist.

Normalerweise ist der General Contact aber so gut, dass es nur selten Gründe für Kontaktpaare gibt. Daher meine Frage. Das Problem mit dem Selbstkontakt bei kleinen Elementen relativ zur Schalendicke kann aber ein Grund sein auf Kontaktpaare umzustellen.

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Besten Dank für die Antwort. Hat mir beim Verständnis schon einmal weitergeholfen.

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