Struktur-Struktur-Interaktion
Das gezeigte Beispiel möge dazu dienen, die wesentlichen Effekte bei der Struktur-Struktur Interaktion aufzuzeigen.
Ein Kollektiv aus DEM-Partikeln fällt aus dem Ruhezustand heraus unter Einfluss der Gravitation auf eine dünne Membran aus hyperelastischem Material. Die Membrane ist am Rand fixiert. Die Membrane besteht aus einem ungedämpften Material. Der finale Ruhezustand der in der Membrane verbleibenden Partikeln beruht auf der Reibung zwischen den Partikeln.
Copyright: Fraunhofer SCAI / Fraunhofer IWM
Es handelt sich um eine Co-Simulation zwischen SimPARTIX® und Abaqus/Explicit.
Die Wand ist hier auf der Seite des DEM-Codes über ein Partikelkollektiv modelliert, welches nur infolge der Kopplung bewegt werden kann. Tatsächlich repräsentiert jede der »Wandpartikeln« einen Knoten im FE-Netz des Struktur-Codes.
Die DEM-Repulsion dominiert im Wesentlichen die Zeitschrittweite. Ein elastischer Stoß wird während der Kontaktzeit in etwa 50 Zeitschritte zerlegt.
Die folgende Animation zeigt den zeitlichen Verlauf der auf die elastische Membrane wirkenden Knotenkräfte über einen Zeitraum von ca. 50 Mykrosekunden bzw. 420 Zeitschritten.
Copyright: Fraunhofer SCAI / Fraunhofer IWM
Die Struktur scheint erstarrt, auch wenn die Kräfte stark variieren. Der Effekt ist der kleinen Zeitschrittweite und dem Zeitintervall geschuldet und veranschaulicht die unterschiedlichen Zeitskalen, auf denen die Partikel- und Strukturdynamik ablaufen.
Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI