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Kontaktmodellierung mit ANSYS Mechanical

Motivation:
Kontaktberechnungen, also die Berechnung der Interaktion mehrerer Bauteilkomponenten einer Baugruppe, gehören bei den heutigen Simulationsaufgaben zum Tagesgeschäft. Der Kontakt in ANSYS Mechanical ist ein mächtiges Werkzeug und zudem die am häufigsten auftretende Nichtlinearität bei strukturmechanischen Simulationen. Die Vielzahl der möglichen Einstellungen eines Kontaktbereiches in ANSYS Mechanical verbunden mit dem Ziel, ein bestimmtes mechanisches Verhalten der Kontaktzone sowie eine konvergente Lösung und gute Ergebnisqualität zu erhalten, lassen das Thema der Kontaktmodellierung häufig komplex erscheinen. Programm-Voreinstellungen sorgen in vielen Fällen bereits für ein robustes Lösungsverhalten. Spätestens jedoch, wenn es um die Bewertung der Ergebnisqualität in Kontaktbereichen geht, wird sich der Berechner folgende Fragen stellen: Wie wird das globale Steifigkeitsverhalten der Konstruktion durch den Kontakt beeinflusst? Wie präzise ist der ermittelte Kontaktdruck und welche Rolle spielt dabei die Durchdringung bzw. die Kontaktsteifigkeit? War der gewählte Kontaktalgorithmus für die vorliegende Aufgabenstellung überhaupt der geeignetste oder gelingt es mit alternativen Formulierungen für die konkrete Aufgabe eine bessere Performance bzw. Genauigkeit zu erreichen?

Zielgruppe:
In diesem Seminar wird jeder Berechner wertvolle Informationen und Fertigkeiten erlernen, der strukturmechanische Simulationen für Baugruppen durchführt und dabei notwendigerweise auf die vielfältigen Möglichkeiten des ANSYS Mechanical Kontakts zurückgreift. Egal, ob Sie Berechnungsingenieur oder Konstrukteur sind oder als Absolvent vor dem Berufseinstieg stehen – wir sprechen mit diesem Seminar alle Anwender an, die Kontaktberechnungen effizient, numerisch robust und mit dem Ziel hoher Ergebnisqualität durchführen möchten.

Erfolg:
Sie erwerben umfassendes Wissen zur Berechnung von Baugruppen unter Berücksichtigung linearer und nicht-linearer Kontakte. Sie verstehen die wesentlichen Zusammenhänge, können Lösungsverhalten und Ergebnisqualität kritisch bewerten und bei Bedarf z. B. durch Übersteuerung der Standardeinstellungen angemessen reagieren. Damit sind Sie in der Lage, die Möglichkeiten von ANSYS Mechanical auszuschöpfen, um Kontaktberechnungen sicher zu bewältigen.


Tag 1:
Definition von Kontaktbereichen und Solvereinstellungen

  • Einführung in die Kontaktberechnung
    • Durchführung einer Kontaktberechnung (schematisch)
    • Durchführung einer Kontaktberechnung (in ANSYS Mechanical)
    • Diskussion von Begrifflichkeiten in der Kontaktberechnung
  • Generierung von Verbindungsgruppen und Kontaktbereichen
    • Eigenschaften der Verbindungsgruppen
    • Automatisches Gruppieren und Suchen (Toleranzwert)
    • Kontakte zwischen Flächenkörpern
    • Berücksichtigung der Schalendicke
  • Grundlagen der nichtlinearen Strukturmechanik
    • Analyseeinstellungen
    • Ein- und Ausgabedateien
    • Newton - Raphson - Verfahren und Gleichgewichtsiterationen
    • Zwischenschritte und automatischen Zeitschrittsteuerung
    • Kraftsteuerung vs. Wegsteuerung
  • Kontaktseite vs. Zielseite
    • Kontaktverhalten
    • Symmetrischer vs. Asymmetrischer Kontakt


Tag 2:
Kontaktelemente und ihre Eigenschaften

  • Elemente für die Kontaktberechnung
    • Elementtypen
    • Kontaktarten
    • Realkonstanten und Keyoptionen
    • Modifikation von Eigenschaften mittels Befehlsobjekten
    • Starrkörper und Pilotknoten
  • Ergebnisauswertung
    • Kontaktergebnisse: gemittelt vs. ungemittelt
    • Ergebnisauswertung mittels Kontakt-Tool
      • Kontaktstatus
      • Durchdringung
      • Druck
    • Zusammenhang zw. Kontaktdruck, Durchdrinung und Kontaktsteifigkeit
    • Auswertung bei symmetrischen vs. asymmetrischen Kontaktbereichen
    • Auswertung von Kontaktkräften
      • Unterschiedliche Extraktionsmethoden
    • Benutzerdefinierte Ergebnisse
    • Trackingvariablen
    • Einfluss der Vernetzung
  • Trimmen der Kontaktfläche
    • Trimm-Tolleranz
    • Verwendung bei HPC-Berechnungen
  • Kontakttypen
    • Kontakttypen und ihre Eigenschaften
    • Unterteilung in lineare und nichtlineare Kontakttypen
    • Einfluss des Anfangsstatusses und des Pinball-Bereiches
  • Detektionsmethoden
    • Kontakt am Gauss-Punkt
    • Kontakt am Knoten
    • Projektionsbasierte Methoden (Mortar Contact)
  • Pinball-Bereich
    • Einstellungsmöglichkeiten
    • Voreinstellungen
    • Definition der Kontakttiefe
    • Darstellung des Pinball-Bereiches im Kontakt-Tool
    • Empfehlungen


Tag 3:
Kontaktalgorithmen und Konvergenzbetrachtungen

  • Kontaktalgorithmen (theoretische Betrachtungen)
    • Pure-Penalty-Verfahren
    • Lagrange-Verfahren
    • Augmented-Lagrange-Verfahren
  • Kontaktsteifigkeit
    • Konvergenz vs. Durchdringung
    • Bestimmung der Kontaktsteifigkeiten
    • Einfluss der Elementgröße
    • Einstellungsmöglichkeiten
    • Aktualisierungsverfahren
  • Durchdringungen
    • Durchdringungstoleranz
    • Kontaktsteifigkeitsfaktor
    • Aktualisierung der Kontaktsteifigkeit
  • Konvergenzbetrachtungen
    • Starrkörperbewegungen
      • Gründe und Möglichkeiten der Vermeidung
    • Kontaktbehandlung
      • Anpassen der anfänglichen Kontaktbedingung
      • Umgang mit Anfangsabständen bzw. Anfangsdurchdringungen
    • Weitere konvergenzverbessernde Maßnahmen
      • Nummerische Stabilisierung durch Schwache Federn
      • Kontaktdämpfung
  • Verbundkontakt
    • MPC-Kontakt
      • Verbinden von Bauteilen mit Abständen
      • Verbinden von Schalenkörpern
      • Verbinden von Körpern mit unterschiedlichen Freiheitsgraden
      • Vernetzungseinfluss
      • MPC-Hintergrundinformationen
      • Vermeidung bzw. Umgang mit Überbestimmtheit
      • Externe Punkte

Schlüsselbegriffe:

Assemblies, Baugruppen, nichtlineare Strukturmechanik, Kontaktsteifigkeit, Konvergenz, Kontaktdruck

Allgemeine Informationen
Veranstaltung
Seminar
Voraussetzungen
Grundwissen in ANSYS Mechanical
Empfohlene Software
ANSYS Mechanical
Vortragssprache
Deutsch
Renens: Französisch
Sprache Unterlagen
Deutsch
Referent
Mitarbeiter CADFEM
Dauer
3 Tag(e)

Termine und Anmeldung
Bitte wählen Sie hier Ihren Termin:
ausgebucht! :
19.10.2016 Grafing (DE)
Uhrzeit
Tag 1: 09:00 - 17:00 Uhr
Tag 2: 09:00 - 17:00 Uhr
Tag 3: 09:00 - 17:00 Uhr

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