FEM ConstraintContact/de: Difference between revisions

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|Name=FEM ConstraintContact
|Name/de=FEM RandbedingungKontakt
|Name/de=FEM RandbedingungKontakt
|MenuLocation=Modell → Mechanische Randbedingungen → Randbedingung Flächenkontakt
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|Workbenches=[[FEM_Workbench/de|FEM]]
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<span id="Description"></span>
==Beschreibung==
==Beschreibung==


Erstellt eine FEM-Randbedingung für den Kontakt zwischen zwei Oberflächen.
Erstellt eine Randbedingung Kontakt zwischen zwei Oberflächen. Anders als im Falle der [[FEM_ConstraintTie/de|RandbedingungVerbinder]] können sich die Flächen trennen und auf einander gleiten (mit oder ohne Reibung) während der Analyse.


<span id="Usage"></span>
==Anwendung==
==Anwendung==


# Es gibt mehrere Möglichkeiten den Befehl aufzurufen:
# There are several ways to invoke the command:
#* Press the {{Button|[[Image:FEM_ConstraintContact.svg|16px]] [[FEM_ConstraintContact|FEM ConstraintContact]]}} button.
#* Die Schaltfläche {{Button|[[Image:FEM_ConstraintContact.svg|16px]] [[FEM_ConstraintContact/de|Randbedingung Kontakt]]}} drücken.
#* Select the {{MenuCommand|ModelMechanical Constraints → [[Image:FEM_ConstraintContact.svg|16px]] Constraint contact}} option from the menu.
#* Den Menüeintrag {{MenuCommand|ModellMechanische Randbedingungen und Belastungen → [[Image:FEM_ConstraintContact.svg|16px]] Randbedingung Kontakt}} auswählen.
# Die Hauptfläche auswählen.
# Select the master face.
# Die untergeordnete Fläche auswählen.
# Select the slave face.
# Wahlweise eine Kontaktsteifigkeit eingeben.
# Enter a contact stiffness.
# {{Version/de|1.0}}: Wahlweise eine Abstandskorrektur (clearance adjustment) eingeben. Alle Knoten der untergeordneten Fläche, deren Abstand zur Hauptfläche kleiner oder gleich diesem Wert ist, werden zu Beginn der Analyse so verschoben, dass sie auf der Hauptfläche liegen. Diese Anpassung erzeugt keine (zusätzliche) Belastung.
# Enter a friction coefficient.
# {{Version/de|1.0}}: Wahlweise die Checkbox ''Reibung aktivieren'' aktivieren, um Reibbeiwert und Haftreibungswinkel (stick slope value) zu aktivieren.
# Wahlweise einen Reibbeiwert eingeben. Der Standardwert 0 ergibt einen reibungsfreien Kontakt.
# {{Version/de|1.0}}: Wahlweise einen Haftreibungswinkel eingeben. Er entspricht der Kontaktsteifigkeit unter Reibungsbedingungen. Er legt die Steigung des linearen Zusammenhangs zwischen Schubspannung und relativer tangentialer Verschiebung im Haftreibungsbereich fest (bevor Gleiten einsetzt).


==Limitations==
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==Einschränkungen==


* The contact constraint can only be applied to two faces.
* The contact constraint can only be applied to two faces.
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* Because multiple meshes are currently not supported, contact must be applied to faces that are separated by (at least) a small distance. If the faces were touching (no gap between them), the result of a boolean union or boolean fragments operation (necessary to avoid having multiple meshes which is not allowed at the moment) would be a continuous mesh and thus no need to use contact anymore. See [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=62307 Forum discussion].
* Because multiple meshes are currently not supported, contact must be applied to faces that are separated by (at least) a small distance. If the faces were touching (no gap between them), the result of a boolean union or boolean fragments operation (necessary to avoid having multiple meshes which is not allowed at the moment) would be a continuous mesh and thus no need to use contact anymore. See [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=62307 Forum discussion].


<span id="Notes"></span>
==Hinweise==
==Hinweise==


=== Tips for modeling ===
=== Tips for modeling ===


* from https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&p=340874#p340494
* From: https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&p=340874#p340494
* Better use linear elements otherwise calculations are very time consuming
* The use of linear elements is recommended. Otherwise, calculations can be very time-consuming.
* master/slave assignment:
* Master/slave assignment:
** The larger of the two surfaces should act as the master surface.
** The larger of the two surfaces should act as the master surface.
** If the surfaces are of comparable size, the surface on the stiffer body should act as the master surface.
** If the surfaces are of comparable size, the surface on the stiffer body should act as the master surface.
** If the surfaces are of comparable size and stiffness, the surface with the coarser mesh should act as the master surface.
** If the surfaces are of comparable size and stiffness, the surface with the coarser mesh should act as the master surface.


<span id="CalculiX"></span>
===CalculiX===
===CalculiX===


* The contact stiffness should be 10 times the young's modulus of the material for hard contact. The higher the value for contact stiffness, the harder the contact between surfaces.
* The contact stiffness can be estimated as 5 to 50 times the Young's modulus of the material. The higher the value for contact stiffness, the harder the contact between surfaces.
* The slave face is the face which penetrates into the master face, and therefore experiences more deformation.
* The slave face is the face that penetrates into the master face and therefore experiences more deformation.
* The *CONTACT PAIR card is used for modeling contact in CalculiX. The constraint uses Face-to-Face penalty contact and the contact formulation is explained in detail at http://web.mit.edu/calculix_v2.7/CalculiX/ccx_2.7/doc/ccx/node112.html
* The *CONTACT PAIR card is used for modeling contact in CalculiX. The constraint uses Face-to-Face penalty contact and the contact formulation is explained in detail at http://web.mit.edu/calculix_v2.7/CalculiX/ccx_2.7/doc/ccx/node112.html
* Overview for different contact types: https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=15699&start=90#p188736
* Overview of different contact types: https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=15699&start=90#p188736
* Further interesting informations:
* Further interesting information:
** https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=23102#p180709 and following posts !!!
** https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=23102#p180709 and following posts !!!
** https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=20276
** https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=20276
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* A very detailed CalculiX contact example. ([http://dip28p.web.fc2.com/calculix/netgen2calculix/index.html link])
* A very detailed CalculiX contact example. ([http://dip28p.web.fc2.com/calculix/netgen2calculix/index.html link])


* A very cool example found in the FreeCAD German subforum. ([https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=13&t=39663&start=10#p337254 link])
* An interesting example found in the FreeCAD German subforum. ([https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=13&t=39663&start=10#p337254 link])




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Latest revision as of 08:26, 22 April 2024

FEM RandbedingungKontakt

Menüeintrag
Modell → Mechanische Randbedingungen und Lasten → Randbedingung Kontakt
Arbeitsbereich
FEM
Standardtastenkürzel
Keiner
Eingeführt in Version
-
Siehe auch
FEM RandbedingungFestsetzen

Beschreibung

Erstellt eine Randbedingung Kontakt zwischen zwei Oberflächen. Anders als im Falle der RandbedingungVerbinder können sich die Flächen trennen und auf einander gleiten (mit oder ohne Reibung) während der Analyse.

Anwendung

  1. Es gibt mehrere Möglichkeiten den Befehl aufzurufen:
    • Die Schaltfläche Randbedingung Kontakt drücken.
    • Den Menüeintrag Modell → Mechanische Randbedingungen und Belastungen → Randbedingung Kontakt auswählen.
  2. Die Hauptfläche auswählen.
  3. Die untergeordnete Fläche auswählen.
  4. Wahlweise eine Kontaktsteifigkeit eingeben.
  5. eingeführt mit Version 1.0: Wahlweise eine Abstandskorrektur (clearance adjustment) eingeben. Alle Knoten der untergeordneten Fläche, deren Abstand zur Hauptfläche kleiner oder gleich diesem Wert ist, werden zu Beginn der Analyse so verschoben, dass sie auf der Hauptfläche liegen. Diese Anpassung erzeugt keine (zusätzliche) Belastung.
  6. eingeführt mit Version 1.0: Wahlweise die Checkbox Reibung aktivieren aktivieren, um Reibbeiwert und Haftreibungswinkel (stick slope value) zu aktivieren.
  7. Wahlweise einen Reibbeiwert eingeben. Der Standardwert 0 ergibt einen reibungsfreien Kontakt.
  8. eingeführt mit Version 1.0: Wahlweise einen Haftreibungswinkel eingeben. Er entspricht der Kontaktsteifigkeit unter Reibungsbedingungen. Er legt die Steigung des linearen Zusammenhangs zwischen Schubspannung und relativer tangentialer Verschiebung im Haftreibungsbereich fest (bevor Gleiten einsetzt).

Einschränkungen

  • The contact constraint can only be applied to two faces.
  • Development for multiple contact at once: https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=15699&start=130#p303275
  • Because multiple meshes are currently not supported, contact must be applied to faces that are separated by (at least) a small distance. If the faces were touching (no gap between them), the result of a boolean union or boolean fragments operation (necessary to avoid having multiple meshes which is not allowed at the moment) would be a continuous mesh and thus no need to use contact anymore. See Forum discussion.

Hinweise

Tips for modeling

  • From: https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&p=340874#p340494
  • The use of linear elements is recommended. Otherwise, calculations can be very time-consuming.
  • Master/slave assignment:
    • The larger of the two surfaces should act as the master surface.
    • If the surfaces are of comparable size, the surface on the stiffer body should act as the master surface.
    • If the surfaces are of comparable size and stiffness, the surface with the coarser mesh should act as the master surface.

CalculiX

  • A very detailed CalculiX contact example. (link)
  • An interesting example found in the FreeCAD German subforum. (link)