Kontakte in SOLIDWORKS Simulation 2021

Was sind Kontakte?

Kontakte treten in SOLIDWORKS Simulation dort auf, wo sich Bauteile, also Körper entweder bereits zu Beginn der Berechnung berühren, oder in Berührung kommen, sobald eine Last wirkt. Im Simulationsmodell werden Verknüpfungen einer Baugruppe nicht als Zwangsbedingungen übernommen. Daher muss eine Durchdringung oder Verbindung der Bauteile unter anderem durch Kontakte vorgegeben werden.

Im Folgenden geben wir eine kurze Einführung und erklären, was sich in der Version 2021 geändert hat.

Welche Kontakttypen gibt es in SOLIDWORKS Simulation?

Grundsätzlich wird unterschieden in Komponentenkontakte und Kontaktsätze.

Der globale Kontakt ist eine Sonderform des Komponentenkontakts und gilt grundsätzlich, wenn nichts Weiteres definiert wird.

Mithilfe von Komponentenkontakten kann der globale Kontakt für ganze Körper überschrieben werden.

In der Hierarchie der Kontakte steh ganz oben der lokale Kontaktsatz. Hier kann ein Kontakt zwischen beliebigen geometrischen Elementen bestimmt werden. Dieser überschreibt vorhandene Komponentenkontakte an der jeweiligen Stelle.

Welche Kontakte sind zulässig?

Für den globalen Kontakt und Komponentenkontakte gibt es drei verschiedene Typen:

Verbundener Kontakt
Keine Penetration
Penetration zulassen

Ein verbundener Kontakt lässt keine Bewegung zu. Die Teile sind hier wie verklebt oder verschweißt.

Keine Penetration bedeutet, dass sich die ausgewählten Elemente niemals durchdringen können. Sie können jedoch aufeinander abgleiten oder auch voneinander abheben. Dies ist für die Rechenzeit i.A. der aufwändigste Typ.

Penetration zulassen ist kein real auftretender Kontakttyp. Bauteile können sich hier durchdringen. Dieser Kontakt kann und darf nur verwendet werden, wenn sich Bauteile zu Beginn der Berechnung berühren, aber durch die Lasten mit Sicherheit voneinander lösen werden. Dieser Kontakt ist für die Berechnungsperformance erheblich schneller als der Kontakttyp Keine Penetration.

Der lokale Kontaktsatz hat zwei weitere Optionen:

4) Schrumpfpassung
5) Virtuelle Wand

Die Schrumpfpassung berechnet Spannungen infolge einer tatsächlich vorhandenen geometrischen Interferenz (Beispiel: Lager mit kleinerem Innendurchmesser ist auf Welle aufgepresst).

Die virtuelle Wand entspricht dem Typ Keine Penetration, jedoch liegt Kontakt zwischen einem geometrischen Element und einer virtuellen Ebene vor. Es muss der Partnerkörper für die Berührung nicht konstruiert, vernetzt und berechnet werden.

Jeder Kontakt hat weitere Definitionsmöglichkeiten, wie z.B. Reibung, Spaltabstände usw., die wir gerne im Rahmen einer SOLIDWORKS Simulation Schulung detailliert vorstellen.

Neu in SOLIDWORKS Simulation 2021

In der Version 2021 wurden die Bezeichnungen für die Kontakte der gängigen Terminologie angepasst. Kontakte heißen nun grundsätzlich Interaktion:

Kontakt –> Interaktion
Komponentenkontakt –> Komponenteninteraktion
Lokaler Kontaktsatz –> Lokale Interaktion
Verbunden –> Verbunden
Keine Penetration –> Kontakt
Penetration zulassen –> Frei

Weiterhin wurden diverse Details und Auswahlmöglichkeiten in den Property Managern umbenannt.
Außerdem wurde unter anderem eine Kontaktstabilisierung eingeführt, die numerisch Bereiche mit instabil definierten Kontaktbedingungen mit Steifigkeit versieht und somit die Lösbarkeit verbessert.

Zusammenfassung

Kontakte sind nötig, um zu definieren wie sich verschiedene Körper untereinander bzw. zueinander verhalten. Kontakte werden unterschieden in lokalen Kontakt, Komponentenkontakt und globalen Kontakt, die in dieser Reihenfolge wirken. Der lokale Kontakt überschreibt den Komponentenkontakt usw.

Es stehen verschiedene Typen von Kontakten zur Verfügung (Verbunden, Keine Penetration, Penetration zulassen und für lokale Kontakte Schrumpfpassung und virtuelle Wand).
In der Version 2021 wurden die Bezeichnungen der gängigen Terminologie angepasst und diverse Einstellmöglichkeiten leicht umbenannt.