Explizite Finite Elemente Methode F k*g A kx*K* d
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Kontakt-Arten Explizite Finite Elemente Methode LV09: Masterkurs für MK-M, ME-M und PE-M Sliding Interface (*CONTACT_Option) • Slave Knoten • Master Segment LSDYNA Inputdeck *CONTACT *CONSTRAINED (Bereich von Elementoberflächen) Stonewall (*RIGIDWALL) • undurchdringlich, unsichtbar, unbeweglich • Energie wird dissipiert (siehe Rigidwall-Energy) Geometic Contact Interfaces (*CONTACT_ENTITY) • Ebene, Kugel, Zylinder, Ellypsoid, Torus, … Prof. Dr.-Ing. Hans-Dieter Kleinschrodt FB VIII: Maschinenbau, Veranstaltungstechnik, Verfahrenstechnik 2 Beuth Hochschule für Technik Ber lin, FB VIII, Pr of. Dr . Kleinschr odt, LV09: Explizite FEM Kontakt - Überprüfung Kontakt – Typ 5 und 10 Penalty-Methode F *CONTACT_NODES_TO_SURFACE_ID $# cid title 1 Einseitiger Kontakt (schnellste Kontaktformulierung) $# ssid msid sstyp mstyp sboxid mboxid 1 2 4 0 unerwünschte Durchdringung g k g F F = k*g k = x *K * A d NodeSet 1 (Slave) SegmentSet 2 (Master) Typ 5: Einseitiger Kontakt Master - Segment Slave - Knoten F g k K A d x SlaveSetID innere Kraft Eindringtiefe Kontaktsteifigkeit Kompressionsmodul Segmentfläche (Element) Segmentdicke Skalierungsfaktor TypNodeSet TypSegmentSet SegmentSet 1 (Slave) Typ 10: Einseitiger Kontakt SegmentSet 2 *CONTACT_ONE_WAY_SURFACE_TO_SURFACE_ID (Master) $# cid title 2 Einseit. Kontakt (gut, wenn Slaveseite enger vernetzt) $# ssid msid sstyp mstyp sboxid mboxid 1 2 0 0 3 Beuth Hochschule für Technik Ber lin, FB VIII, Pr of. Dr . Kleinschr odt, LV09: Explizite FEM MasterSetID Kontakt – Typ 3 und 13 4 Beuth Hochschule für Technik Ber lin, FB VIII, Pr of. Dr . Kleinschr odt, LV09: Explizite FEM Kontakt – Typ 26 Typ 26: allgemeiner Single Suface (Typ 13 + Edge to Edge) Elem entSet 1 Typ 3: Symmetrischer Kontakt (Slave, Master) *CONTACT_SURFACE_TO_SURFACE_ID Elem entSet 2 $# cid title (Master,Slave) 3 Sym. Kontakt (rechenaufwändig, doppelter Kontakttyp 10) $# ssid msid sstyp mstyp sboxid mboxid 1 2 1 1 *CONTACT_AUTOMATIC_GENERAL_ID $# cid title 5 Single Surface Kontakt(erkennt als einziger BEAM to BEAM) $# ssid msid sstyp mstyp sboxid mboxid 1 2 3 3 TypPart SlaveSetID MasterSetID TypElementSet Typ 13: Single Suface Kontakt TypElementSet ohne Option AUTOMATIC mit Option AUTOMATIC Schalendicke PartSet 1 Kontakt Slave mit sich selbst *CONTACT_AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE_ID (Slave) $# cid title 4 Single Surface Kontakt(sehr rechenaufwänd. Eigenkontakt) $# ssid msid sstyp mstyp sboxid mboxid 1 0 2 0 TypPartSet Beuth Hochschule für Technik Ber lin, FB VIII, Pr of. Dr . Kleinschr odt, LV09: Explizite FEM 5 Normalenrichtung wichtig Offset Segment halbe Schalendicke bei Shells Normalenrichtung der Segemente ohne Bedeutung (AUTOMATIC_GENERAL ohne Kreise) Beuth Hochschule für Technik Ber lin, FB VIII, Pr of. Dr . Kleinschr odt, LV09: Explizite FEM 6 1 Gelenke (Joints) Gelenkanbindung über Rigid Spinnen Node 1 u. 2 mit gleichen Koordinaten, 2 Parts für Rigid-Spinnen Joints können nur zwischen Starrkörpern definiert werden ! *CONSTRAINED_JOINT_SPEHERICAL_ID $# cid title 1 Kugelgelenk $# n1 n2 1 2 Knoten von Körper A B Knoten von Körper B A *CONSTRAINED_JOINT_CYLINDRICAL_ID $# cid title 2 Scharniergelenk A $# n1 n2 n3 n4 1 2 3 4 Knoten von Körper A Knoten 1 u. 2 müssen die gleiche Lage haben (koinzident) Knoten 1 u. 3 sowie Knoten 2 u. 4 müssen koinzident sein B 13 24 Knoten v. Körper B Anschluss an deformierbare Bauteile oft über Rigid-Spinnen 7 Beuth Hochschule für Technik Ber lin, FB VIII, Pr of. Dr . Kleinschr odt, LV09: Explizite FEM *CONSTRAINED_JOINT_SPEHERICAL_ID $# jid title 1 Kugelgelenk $# n1 n2 n3 n4 1 2 0 0 *SET_NODE_LIST_TITLE Liste 1 für NodeRigidBody Part 3 $# sid da1 da2 da3 1 $# nid1 nid2 nid3 nid4 1 40 44 45 *SET_NODE_LIST_TITLE Liste 2 für NodeRigidBody Part 4 $# sid da1 da2 da3 2 $# nid1 nid2 nid3 nid4 2 53 51 52 *CONSTRAINED_NODAL_RIGID_BODY $# pid cid nsid pnode 3 0 1 *CONSTRAINED_NODAL_RIGID_BODY $# pid cid nsid pnode 4 0 2 n5 0 da4 nid5 41 nid6 nid7 nid5 54 nid6 nid7 iprt drflag rrflag iprt drflag rrflag da4 Verbindung starr - deformierbare Körper Part 2 deformierbar Ein oder mehrere Slave-Starrkörper starr mit Master-Starrkörper verbinden Master rigid body ID Knoten des deformierbaren Körpers werden einem Starrkörper zugewiesen 2 1 *SET_NODE_LIST_TITLE Liste fuer EXTRA_NODE_SET $# sid da1 da2 3 $# nid1 nid2 nid3 61 62 63 *CONSTRAINED_EXTRA_NODES_SET $# pid nsid 1 3 Slave rigid body ID 4 Master rigid body Slave rigid bodys Wirkung: - Alle Aktionen auf den Master-Starrkörper (z.B. Initialgeschwindigkeiten) gelten dann auch für den neuen Gesamtkörper - Überschneidungsbereiche der Einzelkörper werden bei der Massenberechnung nicht erkannt rigid body ID Hinweise: - Ein Knoten darf nicht Teil von zwei Starrkörpern sein (Programmabsturz) - Eine Verbindung mittels Rigid-Spinnen ist bei Starrkörpern NICHT möglich - Deformierbare Strukturbereiche über EXTRA_NODE_SET anschließen 61 63 64 65 ssid 3 Slave node list ID msid 1 sstyp 4 mstyp 3 66 62 67 sboxid mboxid 10 Beuth Hochschule für Technik Ber lin, FB VIII, Pr of. Dr . Kleinschr odt, LV09: Explizite FEM Zwei Knoten zweier deformierbare Körper werden verbunden mit Bolzen oder Schweißpunkten *CONSTRAINED_RIVET_ID $# rid 1 $# n1 n2 tf 92 112 1.00E+20 *CONSTRAINED_SPOTWELD_ID RIVET $# wid 1 $# n1 n2 sn ss n 94 114 1.00E+4 5.00E+4 1 SPOTWELD m 1 tf 0.00 ep 0.00 Bruch Normal- u. Scherkraft Master Part ID Wirkung : - RIVET verbindet gelenkig mit einem Pendelstab (Starrkörper) - SPOTWELD verbindet biegesteif mit einem Balken (Starrkörper) Wirkung: - Die Slave-Nodes werden mittels Constraint Equations auf das Mastersegment gezogen und dort gehalten Hinweis: - Mit der Option _OFFSET wird der ursprüngliche Abstand zur Segmentfläche mit Penalty-Kräften gehalten Beuth Hochschule für Technik Ber lin, FB VIII, Pr of. Dr . Kleinschr odt, LV09: Explizite FEM node list ID Verbindung zweier deformierbaren Körpern Master Part 1 *SET_NODE_LIST_TITLE Abstand bleibt bei _OFFSET erhalten Liste fuer Nodes, die auf dem Mastersegment gehalten werden sollen $# sid da1 da2 da3 da4 3 $# nid1 nid2 nid3 nid4 nid5 nid6 nid7 61 62 63 64 65 66 67 *CONTACT_TIED_NODES_TO_SURFACE $# nid4 64 Part da4 1 rigid body nid5 nid6 65 66 Hinweis: - Extra-Nodes können außerhalb des Starrkörpers platziert sein Verbindung zweier deformierbaren Körpern Die Körper werden unlösbar verbunden da3 Wirkung: - Alle Extra-Nodes reagieren wie zum Starrkörper gehörend 9 Beuth Hochschule für Technik Ber lin, FB VIII, Pr of. Dr . Kleinschr odt, LV09: Explizite FEM Slave Nodes 8 Beuth Hochschule für Technik Ber lin, FB VIII, Pr of. Dr . Kleinschr odt, LV09: Explizite FEM Verbindung von Starrkörpern *CONSTRAINED_RIGID_BODIES $# pidm pids iflag 1 2 1 4 Rigid Spinnen n6 rps Part 04 1.000000 2 Part 3 1 Hinweise: - Ein Knoten darf nur mit einem Starrkörper verbunden werden - Dieser Knoten darf keine Lagerung (SPC) erhalten 11 Beuth Hochschule für Technik Ber lin, FB VIII, Pr of. Dr . Kleinschr odt, LV09: Explizite FEM 12 2
