Opción 1: Modelado en el mismo plano
La opción 1 sigue el planteamiento para modelar ambas superficies en el mismo plano. Suponiendo que hay una gran superficie rectangular (azul) que debe reforzarse con una superficie adicional (verde). Ambas superficies tienen las mismas coordenadas en Z.
Mit einem Blick auf das FE-Netz des Gesamtsystems sowie der einzelnen Teilflächen wird klar, dass jede Fläche für sich vernetzt wird.
En la estructura de la izquierda, los elementos de ambas superficies son congruentes. Este no es el caso en el sistema de la derecha. En este caso, la malla de EF de la superficie grande se ve influenciada por otros elementos integrados en la superficie.
Para ilustrar los diferentes efectos, se asigna un material muy suave a las superficies pequeñas. Además, sólo se tensan las superficies pequeñas para representar mejor el comportamiento en relación a las superficies grandes.
Aufgrund des deckungsgleichen FE-Netzes wirken die Flächen des linken Systems wie verklebt. Por lo tanto, las deformaciones son idénticas. La situación es diferente en el sistema de la derecha. Durch die Verzerrung des FE-Netzes der Hauptfläche sind die Koordinaten der FE-Knoten nur in einigen Fällen identisch mit denen der kleinen Fläche. Solo en estos puntos se produce una transmisión de esfuerzos. Esto también explica los máximos o picos de la deformación local de la superficie pequeña en la región media.
Ändert man das Vorzeichen der Belastung, wird ebenso ersichtlich, dass es aufgrund der fehlenden Kontaktdefinition, keine obere und untere Fläche gibt. Ambas superficies pueden penetrar sin esfuerzo en las ubicaciones donde no están conectadas con nudos de EF congruentes.
Conclusión
Los modelos reales suelen ser mucho más complejos que los ejemplos aquí mostrados. Das FE-Netz wird durch die unregelmäßigere Geometrie noch mehr beeinflusst, sodass es zu unvorhersehbaren Verbindungen oder Freigaben zwischen den Flächen kommen kann. In den Bereichen, in denen sich die Flächen unabhängig voneinander bewegen, können auch keine Kontaktbedingungen definiert werden. Von einer Modellierung mittels dieser Methode sollte daher abgesehen werden.
Opción 2: Adición de espesores de superficie
Si ambas superficies están hechas del mismo material, tiene sentido combinarlas añadiendo el espesor en una superficie. Dies erfordert gegebenenfalls eine Zerteilung der Hauptfläche, ist jedoch grundlegend relativ einfach umsetzbar. Im Beispiel wurde eine 30 mm dicke Stahlplatte mit einer weiteren 30-mm-Platte verstärkt. En la izquierda se muestra un modelo con elementos sólidos para su verificación.
Durch die vereinfachte Modellierung kann natürlich keine genaue Betrachtung bezüglich der Wechselwirkung der Flächen vorgenommen werden.
Variante 3: Modellierung mit Kontaktvolumen
Si la interacción entre ambas superficies juega un papel determinante, es posible usar un sólido de contacto. Para ello, se deben definir ambas superficies en sus centros de gravedad. La distancia resultante corresponde al espesor del sólido de contacto. Diesem können im Nachgang die Kontaktbedingungen zugewiesen werden (beispielsweise Ausfall bei Zug, Reibung et cetera).
Die Modellierung anhand eines Stirnplattenstoßes wird im Video aufgezeigt.
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