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Kontaktanalyse
Die linear statische Analyse von Einzelkomponenten gehört bei heutigen Simulationsaufgaben längst zum Tagesgeschäft. Die bisher isolierte Betrachtung von einzelnen Bauteilen ist allerdings oftmals aufgrund der fehlenden Interaktion mit benachbarten Komponenten nicht realitätsnah, weshalb komplexe numerische Simulationen von Baugruppen (Kontaktanalyse) herangezogen werden müssen. Die Abbildung der gegenseitigen Wechselwirkung entspricht dabei einer nichtlinearen Randbedingung, da sich der Zustand zwischen den Kontaktzonen (offen oder geschlossen) während des Rechenlaufes ändern kann. Dieser technisch-physikalische Effekt lässt sich in nahezu jedem technischen System – beispielsweise einer Zahnradpaarung, einem Kettentrieb, usw. – beobachten, weshalb dessen Berücksichtigung für die Ergebnisgüte eine große Rolle spielt.
Das Kontaktmodul von Z88Aurora® nutzt drei numerische Gleichungslöser und hat folgende Eigenschaften:
- Gleichungslöser
- Zwei unterschiedlich präkonditionierte, iterative Gleichungslöser (SORCG, SICCG) mit Sparse-Speicherung für große Finite-Elemente-Strukturen
- Ein direkter Multicore-Gleichungslöser (PARDISO) mit Sparse-Speicherung für mittelgroße bis große Finite-Elemente-Strukturen
- Unterstützte Elementtypen:
- Hexaeder Nr. 1 (linear) & Nr. 10 (quadratisch)
- Tetraeder Nr. 16 (quadratisch) & Nr. 17 (linear)
- Beschreibung der Kontakteigenschaften
- Kontakttyp: verklebt oder reibungsfrei
- Kontaktdiskretisierung: Knoten – Fläche oder Fläche – Fläche
- Einbaumethoden der Zwangsbedingungen
- Lagrange-Verfahren
- Gestörtes Lagrange-Verfahren
- Penalty-Verfahren
- Beliebige Bauteiloperationen (Translation, Rotation, Skalierung, Duplikation) zur Erzeugung und Positionierung von Baugruppen
- Die Berechnung der Spannungen geschieht wahlweise anhand dreier Spannungshypothesen:
- Gestaltänderungsenergie-Hypothese GEH, d.h. von Mises
- Normalspannungs-Hypothese NH, d.h Rankine
- Schubspannungs-Hypothese SH, d.h. Tresca
Die Nutzung des Kontaktmoduls ist auf die linear statische Festigkeitsanalyse von Z88Aurora® beschränkt. Z88OS verfügt nicht über die Möglichkeit, Kontaktberechnungen durchzuführen.