Kontakte/Verbindungen

Nachdem die Materialien der Bauteile in ANSYS Mechanical geprüft wurde, sollten im nächsten Schritt Kontakte bzw. Verbindungen zwischen diesen erzeugt werden. Ansonsten findet zwischen den Bauteilen keine Interaktion statt. ANSYS erstellt zwar automatisch Kontakte, die allerdings fehleranfällig sein können und daher unbedingt geprüft werden sollten.

Die folgenden 5 Kontaktarten können verwendet werden:

• Verbund (Bonded): Oberflächen sind zueinander fixiert, sodass keine Trennung und kein offener Kontakt erlaubt ist. Zudem ist kein Gleiten der Oberflächen möglich.
  • Bsp.: (ideale) Schweißnähte, verklebte Flächen, vereinfachte Schraubverbindungen
• Keine Trennung (No Separation): Offener Kontakt möglich, aber sobald Kontakt schließt ist keine Trennung mehr möglich. Kleine Relativbewegungen in der Kontaktebene durch Gleiten sind möglich. Zug- und Druckkräfte normal zur Oberfläche können übertragen werden.
  • Bsp.: Pressverbindungen, Verbundmaterialien
• Reibungsfrei (Frictionless): Keine Reibung, sodass Oberflächen ohne Widerstand aneinander vorbei gleiten können. Es werden lediglich Druckkräfte übertragen. Eine Trennung der Oberflächen ist möglich.
  • Bsp.: Kugellager, geschmierte Maschinenteile, Kollisionssimualtionen
• Rau (Rough): “Unendlich” hohe Reibung, sodass Gleiten nicht möglich ist. Trennung der Oberflächen ist möglich.
  • Bsp.: Riemenantrieb, Hochdrucksysteme, Bauwesen
• Reibungsbehaftet (Frictional): Ähnlich zu reibungsfrei und rau, allerdings mit definierten Reibungskoeffizienten.
  • Bsp.: Zahnräder, Autoreifen, Kupplungen

Manuell können Kontaktbereiche über den Modellzweig Kontakte/Verbindungen eingefügt werden. Es muss eine Kontakt-Geometrie (rot) und eine Ziel-Geometrie (blau) ausgewählt werden. Die Kontaktart kann über das Dropdown-Menü unter dem Punkt “Typ” definiert werden.

Welche Geometrie als Kontakt und welche als Ziel definiert wird, ist unter anderem entscheidend für das Kontakt-Tool im Bereich Lösung, da die Ergebnisse wie z.B. Druck nur für den Kontaktkörper berechnet und angezeigt werden.

Als Alternative zu den Kontakten können Verbindungen entweder zwischen zwei Körpern oder zwischen Körper und Lagerung (Erde) definiert werden. Es gibt verschiedene Typen, die sich vorrangig durch die Einschränkungen der Freiheitsgrade unterscheiden. Im Ansichtsfenster zeigt eine Legende an, welche Freiheitsgrade frei (farbig) und welche gesperrt (grau) sind. Bei der Geometrieauswahl wird zwischen Referenz (rot) und Mobil (blau) unterschieden.

Als eine weitere Möglichkeit können Feder- oder Balkenelemente zur Interaktion zwischen zwei Bauteilen mit benutzerspezifischen Parametern definiert werden.