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Kontaktrechnung--Durchdringungsproblem.jpg Kontakt_erfolgreich.jpg

Hallo,

für qualitative (sic!) Betrachtungen habe ich einen Gummischlauch modelliert, der zwischen zwei massiven Bauteilen gequetscht wird (s. Anhang). Dazu benötige ich Kontaktberechnung, wobei sich die Kontaktzone mit der Verformung ändert (Größe und Ort!).

Die Ergebnisse sehen danach aus, dass die Kontaktzone einmal zu Beginn bestimmt wird, sich aber nicht anpasst (untere Bildhälfte: Kontaktbedingung wird in der vertikalen Symmetrieebene erfüllt): Es entstehen inakzeptable Durchdringungen.
Ob ich die Flächen in der ASM mit kleinem Abstand oder mit Berührung einbaue, scheint keinen Einfluss zu haben.

Ich habe Vermutungen, wo der Hund begraben liegen könnte, weiß aber nicht, wie ich meine Lösungsideen umsetzen soll:

* Die Berechnung schrittweise ausführen - Man kann ja mehrere Lastschritte im Solver definieren.
ABER_1: ich benutze Verschiebungen statt Lasten (gelten dann Lastschritte?)
ABER_2: ich kann in den Solver-Optionen nur "große Verformungen" _oder_ "Kontaktberechnung" wählen. Warum schließen sich diese nichtlinearen Optionen aus? Komme ich da drumherum?

* Nach jedem Schritt neu vernetzen.
Wenn ich richtig verstanden habe, müssen vom Solver für die Kontaktrechnung immer gegenüberliegende Knoten auf den Kontaktflächen einander zugeordnet werden. Viele Bereiche auf der Oberfläche meines Gummischlauchs kommen aber erst nach beträchtlicher Verformung in die Nähe der Gegenfläche, um sie dann zu berühren...
Da könnte man ja für jeden kleinen Verformungsschritt ein neues Modell bauen, aber dann müsste ich die "ein wenig" verformte Geometrie wieder nach Pro/E importieren können, um von diesem Zustand aus weiterzurechnen (hab nen separaten Thread dafür gemacht).

Interessant ist, dass ich mit einem anderen, ähnlichen Modell relativ gute Ergebnisse hatte, wo sich der Schlauch wirklich an einer Bodenplatte entlang verformt hat (s. Bild 2)...

Habe das Forum schon durchstöbert und viele gute Hinweise gefunden, aber hier weiß ich nicht mehr so recht weiter.

Gruß
Thomas

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Hallo Thomas,

Dein Problem ist wahrscheinlich nicht die Rechnung, sondern die Darstellung. Wenn Du bei Kontaktrechnungen die Verformung mit einem anderen Faktor als 1 darstellst und Du vorher Abstände zwischen den Bauteilen hattest, erhälst Du immer Durchdringungen. Die Größe der Kontaktfläche kannst Du am besten durch die Darstellung des Kontaktdruckes sehen.

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Dr. Christian Imiela
SMS-Demag
Strukturanalysen

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hallo thomas,

kontaktrechnungen zylinder-platte finde ist nicht gerade die einfachste art der kontaktrechnung.

habe irgendwo mal ne präsentation dazu gefunden. die ist allerdings größer als 1 mb. wenn du interesse daran hast, gib mir einfach deine e-mail adresse, dann schicke ich sie dir zu.

nach jedem rechenschritt neu vernetzen funktioniert nicht. du kannst zwar die belastung nach jedem rechenschritt ändern, aber nicht das netz.

du kannst bei kontaktrechnungen nicht "große verformungen" (geometrisch nichtlinear) anklicken, weil kontaktrechnungen schon nichtlineare rechnungen sind. es gibt keine linearen kontaktrechnungen.

schöne grüße
nico

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(@Christian: Die Darstellung ist mit "1" skaliert - daher können die Durchdringungen also nicht kommen...)

Man könnte auch einen Darstellungsfehler im Postprozessor vermuten - das würde ich bei meinem zweiten Bildschirmfoto durchgehen lassen (ein paar kleinere Durchdringungen am Stempel), aber das erste Beispiel  hat so klar unrissene, sich durchdringende Konturen, dass da der Fehler woanders liegen muss.

Ich würde sagen, entweder
* habe ich Randbedingungen, Netz o.ä. falsch/unvollständig gesetzt, oder
* ich hab die Einstellungen des Solvers ungünstig gewählt, oder
* Pro/M ist nicht in der Lage, mit dieser Aufgabenstellung umzugehen - wäre fatal für mein Vorhaben :-/

Das mit dem Kontaktdruck werde ich mal prüfen, ein Schnelldurchlauf hat völlig wirre Druckverteilungen gezeigt.

Gruß
Thomas

[Diese Nachricht wurde von maschineningenieur am 20. Mai. 2005 editiert.]

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Hi Nico,

dass Kontaktrechnungen nichtlineare sind, leuchtet mir ein. Aber mir ist nicht klar, warum dann das Kästchen "große Verformungen" offen bleiben muss.
Heisst das, dass Pro/M nur an den Kontaktstellen nichtlinear rechnet und an den anderen Stellen nicht, oder wird damit die ganze Rechnung nichtlinear? Im letzteren Fall müsste konsequenterweise aber das Kästchen "große Verformungen" automatisch mit aktiviert sein...

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Hallo,

Mechanica kann Kontakt nur mit linearen Materialbedingungen und bei kleinen Verschiebungen richtig rechnen.
Den Bildern zufolge haben wir hier mit dem Gummi nichtlieares Material und eine große Verformung - sorry geht mit Pro/Mech nicht.

Es kommt zwar etwas raus - das ist aber nicht für weitere Erkenntnisse zu gebrauchen. Selbst bei qualitativen Auswertungen wäre ich skeptisch.

Bei den überhöhten Verformungen auch darauf achten das nicht 1% sondern wirklich nur der Wert 1 als Überhöhung dargestellt wird. Hat man dann trotzdem eine Durchdringung ist die Analyse nicht sauber.

Übrigens die Vermutung, dass Mechanica bei Kontakt die erste Projektion der Kontaktflächen nimmt - stimmt. Da nur kleine Verformungen erlaubt sind, ist eine kleine Veränderung der Kontaktfläche ok, aber keine großen Veränderungen.

Gruß Slavko

PS: Für das Problem mit Gummi und Kontakt ist Marc ein guter Solver.

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Slavko Simic
DENC AG

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