Opzione 1: Modellazione nello stesso piano
L'opzione 1 segue l'approccio per modellare entrambe le superfici nello stesso piano. Si consideri una grande superficie rettangolare (blu) che deve essere rinforzata da una superficie aggiuntiva (verde). Entrambe le superfici hanno le stesse coordinate Z.
Osservando la mesh EF dell'intera struttura e le singole componenti della superficie, diventa chiaro che ogni superficie è ingranata con se stessa.
Nella struttura a sinistra, gli elementi di entrambe le superfici sono congruenti. Questo non è il caso nel sistema giusto. In questo caso, la mesh EF della grande superficie è influenzata da altri elementi integrati nella superficie.
Per illustrare i diversi effetti, assegniamo un materiale molto morbido alle piccole superfici. Inoltre, solo le piccole superfici sono sollecitate per rappresentare meglio il comportamento in relazione alle grandi superfici.
A causa della mesh EF congruente, le superfici del sistema sinistro agiscono come incollate. Di conseguenza, gli spostamenti generalizzati sono identici. La situazione è diversa nel sistema giusto. A causa della distorsione della mesh EF della superficie principale, le coordinate dei nodi EF sono solo in alcuni casi identiche a quelle della piccola superficie. Solo in questi punti avviene una trasmissione della forza. Questo spiega anche i picchi di deformazione locale della piccola superficie nella regione centrale.
Se si cambia il segno del carico, è anche chiaro che non ci sono superfici superiore e inferiore a causa della definizione del contatto mancante. Entrambe le superfici possono penetrare senza forze nei punti in cui non sono collegate da nodi EF congruenti.
Risultato: I modelli reali sono in genere più complessi di quelli qui selezionati. La mesh EF è influenzata ancor più dalla geometria più irregolare, che può portare a collegamenti o svincoli imprevedibili tra le superfici. Nelle aree in cui le superfici si muovono indipendentemente l'una dall'altra, non è possibile definire le condizioni di contatto. Pertanto, si dovrebbe evitare una modellazione mediante questo metodo.
Opzione 2: Aggiunta di spessori superficiali
Se entrambe le superfici sono costituite dallo stesso materiale, è opportuno combinarle aggiungendo gli spessori in una superficie. Ciò può richiedere una divisione della superficie principale, ma è fondamentalmente relativamente facile da implementare. Nell'esempio, una piastra di acciaio di 30 mm di spessore è stata rinforzata con un'altra piastra da 30 mm. A sinistra, un modello con elementi solidi per la verifica.
A causa della modellazione semplificata, non è ovviamente possibile considerare con precisione l'interazione delle superfici.
Opzione 3: Modellazione con Contact Solid
Se l'interazione tra le due superfici ha un ruolo determinante, è possibile utilizzare un solido di contatto. Per questo, entrambe le superfici dovrebbero essere definite nei loro baricentro. La distanza risultante corrisponde allo spessore del solido del contatto. Le condizioni di contatto possono essere assegnate successivamente (ad esempio, rottura sotto trazione, attrito e altro).
La modellazione per mezzo di un giunto della piastra terminale è mostrata nel video.