Allgemeine Einführung: Starre Verbindungen
Eine starre Verbindung ist eine Verbindung, mit der geometrische Objekte wie z.B. Flächen, Kurven oder Punkte so zusammengefügt werden, dass sie während einer Analyse fest miteinander verbunden bleiben. Mit starren Verbindungen können Sie Komponenten ersetzen, die erheblich steifer sind als die anderen Komponenten, und deren einzige Aufgabe darin besteht, bestimmte Verschiebungen zwischen den damit verbundenen Komponenten aufrechtzuerhalten. Komponenten, die auf diese Weise verbunden werden, können frei bewegt werden, behalten jedoch ihre relativen Positionen bei.
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Starre Verbindung (Rigid Link), um das Dialogfenster
Definition der starren Verbindung (Rigid Link Definition) zu öffnen und starre Verbindungen in Ihrem Modell zu erzeugen. Starre Verbindungen sind sowohl im nativen Modus als auch im FEM-Modus verfügbar.
Beachten Sie Folgendes, wenn Sie Objekte durch starre Verbindungen miteinander verbinden:
• Die Objekte bewegen sich gemeinsam, als wären sie Bestandteile eines einzigen Starrkörpers.
• Die Objekte verformen sich nicht, der Starrkörper als Ganzes ist jedoch beweglich.
Da Creo Simulate keine Sinus-/Kosinus-Gleichungen zum Zuweisen von Zwangsbedingungen für Starrkörperrotationen verwendet, sondern lineare Gleichungen, sollten Sie starre Verbindungen nur für kleine Rotationswinkel zwischen fest miteinander verbundenen Objekten verwenden. Verwenden Sie starre Verbindungen auf diese Weise, und zwar auch dann, wenn Sie sie für Analysen starker Verformungen verwenden möchten.
Die folgenden Abschnitte gelten für 3D- und 2D-Modelle:
• Sie können starre Verbindungen erzeugen, editieren und löschen.
• Sie können die Sichtbarkeit von starren Verbindungen ein- und ausschalten, indem Sie das Kontrollkästchen Starre Verbindungen (Rigid Links) im Dialogfenster Simulationsdarstellung (Simulation Display) aktivieren bzw. deaktivieren.
Außerdem können Sie starre Verbindungen verwenden, um zwei oder mehr Bauteile an ausgewählten Flächen miteinander zu verbinden, oder um komplexe Modelle besser zu idealisieren. Eine starre Verbindung kann z.B. verwendet werden, um einen Massenpunkt, der einen Motor darstellt, mit den Motorbefestigungsbohrungen zu verbinden.
Sie können eine starre Verbindung zwischen einem Punkt und einem zweiten Punkt erzeugen. Bei 3D-Modellen muss mindestens einer der Punkte eine der folgenden beiden Bedingungen erfüllen:
• Der Punkt muss auf einer Feder, einem Balken oder einer Schale liegen.
• Der Punkt muss als Referenz für eine Punktrandbedingung mit mindestens einem Freiheitsgrad, für eine Punktlast mit einem Moment oder für einen Massenpunkt mit einem Trägheitsmoment ungleich Null dienen.
Sie können eine starre Verbindung zwischen einer oder mehreren Kurven oder Flächen des Modells und einem freien Punkt erzeugen, der noch nicht anderweitig zu der Modellgeometrie zugeordnet ist. Verwenden Sie eine starre Verbindung zwischen einer Fläche und einem freien Punkt mit einer Randbedingung, um z.B. eine Bolzenlagerung zu modellieren. Wenn Sie eine starre Verbindung zwischen einer Kante und einem freien Punkt und einer weiteren Kante erzeugen, bewegen sich die beiden Kanten aufeinander zu, wenn Sie eine Last anwenden.
Beachten Sie Folgendes, wenn Sie eine starre Verbindung zu einem freien Punkt erzeugen:
• Sie können an einem freien Punkt mit einer starren Verbindung eine Verschiebungsmessgröße erzeugen, allerdings wird der Punkt in der Ergebnisanzeige nicht sichtbar sein.
• Sie können Verschiebungen oder Rotationen an starr verbundenen freien Punkten nicht abfragen. Beim Berechnen von Messgrößen wie z.B. die maximale Verschiebung über das gesamte Modell berücksichtigt Creo Simulate jedoch Lasten oder Randbedingungen an starr verbundenen Punkten.
Sie können auch die Auswahl unabhängiger Freiheitsgrade steuern, indem Sie eine erweiterte starre Verbindung erzeugen. Zum Erzeugen einer erweiterten starren Verbindung wählen Sie im Dialogfenster Definition der starren Verbindung (Rigid Link Definition) in der Liste Typ (Type) den Eintrag Erweitert (Advanced). Mit Hilfe erweiterter starrer Verbindungen können Sie Elemente mit nicht übereinstimmenden Freiheitsgraden verbinden. Üblicherweise werden z.B. Schalenelemente, die über rotatorische Freiheitsgrade verfügen, nicht mit Volumenkörpern verbunden, bei denen Freiheitsgrade dieser Art nicht vorhanden sind. In diesem Fall lassen sich durch starre Verbindungen Störungen minimieren, die aufgrund der Spannung und Dehnung der Elemente an der Schnittstellenberandung auftreten. Für erweiterte starre Verbindungen gilt folgendes:
• Sie können für den unabhängigen Satz einen Punkt und für den abhängigen Satz einzelner Punkte, Punkt-KEs, Punktemuster, Kurven oder Flächen auswählen.
• Sie können eine starre Verbindung verwenden, um die relative translatorische und/oder rotatorische Bewegung zwischen der unabhängigen und der abhängigen Seite zu definieren. Creo Simulate definiert die Freiheitsgrade in Bezug auf das GKS oder ein anderes BKS, um die relative Bewegung zu steuern.
Beachten Sie beim Erzeugen einer erweiterten starren Verbindung folgende Punkte:
• In 2D-Modellen können keine erweiterten starren Verbindungen erzeugt werden.
• Auf der unabhängigen Seite kann keine Fläche oder Kurve ausgewählt werden.
• Wenn sich die abhängigen Seiten zweier Verbindungen auf dasselbe kartesische Koordinatensystem beziehen,
◦ können sie keinen gemeinsamen Freiheitsgrad aufweisen.
◦ kann keine der Verbindungen alle translatorischen DOF-Beschränkungen aufweisen, wenn die andere Verbindung eine oder mehrere translatorische DOF-Beschränkungen aufweist.
◦ kann keine der Verbindungen alle rotatorischen DOF-Beschränkungen aufweisen, wenn die andere Verbindung eine oder mehrere rotatorische DOF-Beschränkungen aufweist.