Kontaktprobleme

Zusammenfassung

Die bisherigen FE-Formulierungen bezogen sich nur auf das mechanische Verhalten einzelner unabhängiger Körper. Hat man es mit mehr als einem Körper (zusammengebaute Struktur) zu tun, so besteht die Möglichkeit des Körperkontaktes infolge Verformung. Die dabei auftretenden mechanischen Effekte wie Stoßeffekte, Grenzflächendeformationen, Haftung, Reibung oder wieder Trennung der Körper infolge eines Körperkontakts können mit den bisher behandelten finiten Elementen nicht beschrieben werden. Die Körper würden ohne Widerstand ineinander eindringen. Da dem in der Realität nicht so ist, ist es erforderlich, für die Finite Elemente Methode ein Verfahren zur Verfügung zu haben, welches im Kontaktfall zwischen Körpern die mechanischen Gegebenheiten realitätsnah abbildet. Diesem Zweck dienen so genannte finite Kontaktelemente. Mithilfe der Kontaktelemente modelliert man die Grenzflächen der Körper in den Bereichen, wo man Kontakt vermutet. Solange kein Kontakt auftritt, läuft die Berechnung in der bekannten Weise ab. Sollten aber Kontaktflächen aufeinander treffen, so setzt ein iterativer Gleichgewichtsalgorithmus ein.