---

Hertzsche_Pressung_Solved.JPG

Guten Tag Forum,

versuche gerade ein Kontaktproblem zu lösen. Zwei Zylinder (Durchmesser und Länge sind jeweils unterschiedlich)mit parallelen Längsachen sollen aufeinander gedrückt werden. Im Ausgangszustand ergibt sich ein Linienkontakt, der sich aufgrund von Krafteinwirkung und Verschiebung zu einem Flächenkontakt verändert. Als Ergebnis interessieren mich die Größe und Form der Fläche und die Spannungsverteilungen in den Zylindern.

Analytisch lässt sich die Spannungsverteilung und die Breite der Fläche bekanntlich quer zur Zylinderlächsachse mit den Hertzschen Formeln berechnen. Leider lassen sich über die Formeln keine Aussage über die Spannungsverteilung in Längsrichtung des Zylinders treffen. Daher habe in versucht in ANSYS eine Kontaktberechnung zu starten. Das Meshing hat mit SOLID92 und dem ContactManager (CM) über CONTA174 und TARGE170 geklappt (surface-to-surface).

Bei der Lösung dringen jedoch die Zylinder ineinander ein, ohne sich wie erwartet zu verformen. Einzig die Elemente, die sich am Beginn berührten, wiesen Verschiebungen auf. Hab schon verschiedene Modelle, Elemente, Keyoptions ausprobiert (vor allem mit und ohne "include initial penetration" (CM), "close small gaps" (K5 bei CONTA174)), ohne nennswert befriedigendere Ergebnisse zu bekommen. Als Beispiel einer Lösung sei die Datei angehängt.

Meine Frage: Kann mir jemand nen Trick verraten, wie ich Elemente von einem Kontakt überzeuge, der noch nicht am Beginn der Berechnung vorliegt? Könnte mir jemand einen Input-File für ein ähnliches Problem geben, an dem ich mich orientieren kann? Könnte mir vorstellen, dass es bei der Berechnung von Zylinderrollenlagern ähnliche Problemstellungen gibt. Welche Erfahrung habt Ihr damit gemacht?

------------------
Viele Grüße

Flori

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo,
in welchen Einheiten rechnen Sie und wie groß ist die Geometrie?
Ihre maximalen Verschiebungen betragen 0,0005.
Kann es sein, dass die Durchdringung nur ein Darstellungsproblem ist?
Versuchen Sie mal /dscal,1,1 und dann replotten.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Ich vermute auch ganz stark, dass es dort ein Darstellungsproblem gibt. Denn andernfalls hätte man sicherlich ein Rigid-motion-Problem und es gäbe keine konvergente Lösung. So einen Job mit nur einem Loadstep zu rechnen geht aber auch zu 90% schief. Normalerweise erst eine kleine Verschiebung (ca. 1.2 x gapsize)aufbringen und im nächsten Loadstep mit  DDELE die aufgeprägte Verschiebung wieder löschen und die Kraft aufbringen. 

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Danke Ihnen beiden für die Antworten. War wohl tatsächlich ein Darstellungsproblem. Der Befehl /dscal hat weitergeholfen.

Die Abmessungen der Bauteile sind in mm: Durchmesser(D)50xLänge(L)50 und D42xL8. Da ich die Modelle über IGS importiert habe, sollten diese Einheiten auch übernommen worden sein. Oder übernimmt ANSYS nur die Einheiten ohne Dimension, um später über den /UNITS-Befehl in Inch, Meter oder mm anzuhängen?

Die Frage nach dem Einheitssystem ist gut und berechtigt. Ich nutze die Default-Einstellungen die laut /STATUS ins MKS-System fallen. Dabei stellt sich mir die Frage, ob mein Modell damit die Größe eines Riesenrades hat (Durchmesser 50m) oder die Einheiten aus den IGS-Files übernommen werden.

Zu meiner Schande muss ich gestehen, dass ich erst seit wenigen Wochen autodidaktisch mit ANSYS arbeite und nach Bewältigen der verschiedenen Tutorials meinte, ich könne mal ein reales Problem angehen.
Interessanter Weise werden E-Module in den Tutorials immer in PSI eingegeben, ohne dass vorher ein Einheitssystem definiert wurde. Gehorchen die Materialangaben nicht dem /UNITS-Kommando? Wenn dem so ist, ist meine obige Berechnung eh für die Katz (E-Module: breiter Zylinder 2.1e5, schmaler Zylinder 4.1e5)und ich würds nochmal durchrechnen mit umgerechnenten Einheiten. Woher weiss ich, in welchen Einheiten die Materialien festgelegt werden? Die Hilfe gibt da wenig Auskunft.

In Fall einer Neuberechnung könnte ich bei der Neuberechnung mehrere Loadsteps definieren, wie es horval vorgschlagen hat.

------------------
Viele Grüße

Flori

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

fuer die mechanische Berechnung, Festigkeits/Strukturanalyse hat /UNITS nur die Bedeutung wie /TITLE -
d.h. rein dokumentierende Infoeingabe seitens Benutzer.

D.h. kein Einfluss auf Eingabedaten, benutzte Einheiten. Siehe auch /UNITS Kommando in Hilfe.

------------------
Gruesse,
Frank Exius
IFE Deutschland
Mo-Fr 9:00-18:00 Uhr durchgaengig
Dienstleistung in ANSYS ife-ansys.de
Simulation Berechnung FEM Digital Prototyping

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

In einem solchen Fall muss ich dringenst empfehlen, in den ersten Rechnungen nur SI-Einheiten zu verwenden.
Zur eigenen Sicherheit sollte immer zuerst ein triviales Problem gerechnet werden, für das man die Lösung kennt. Erst wenn die Ergebnisse damit stimmen, das eigentliche Problem angehen.
Konsistente Einheitensysteme lassen sich mit der Dimensionsanalyse ermitteln. (Siehe: FEM für Praktiker Band 4)

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP