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versuch003.png Modell.rar

Guten Morgen!

Ich untersuche zurzeit den Einfluss der Passungen in einer Bolzen-Lasche-Verbindung auf die Belastung des Bolzens. In der Literatur (Roloff/Matek Maschinenelemente) werden für Spiel- und Übermaßpassungen analytische Berechnungsformeln für das Biegemoment angegeben, die auf einfache statische Modelle zurückgreifen.

Um nun detailliertere Informationen für eine bestimmte Passung zu erhalten, simuliere ich das Problem in Ansys 11, wobei mein Modell noch in den Kinderschuhen steckt. Ziel ist es, ein fertiges APDL-Skript zu entwerfen, welches mir im späteren Verlauf eine einfache Parameterstudie ermöglicht.

Nun zu den Problemen!!

1. Die Passung ist eine Übergangspassung, sodass sich die einzelnen Komponenten durchdringen. Wenn ich  das Problem mit dem Sparse-Solver löse, berechnet er nach dem 1. konvergierten Substep eine große Verschiebung und bricht ab. Wenn ich die Rechung weiterlaufen lasse (proceed), konvergiert sie und ich erhalte sinnvolle Lösungen. Warum der Abbruch immer nach dem ersten Substep?

2. Zu Beginn habe ich das Modell (alle Bauteile haben die exakte Größe) auch mit dem PCG-Solver gerechnet, der deutlich schneller als der Sparse-Solver war. Seitdem ich die Durchdringung hinzugefügt habe, kann der PCG-Solver jedoch nicht mehr konvergieren. Ist er für solche Anwendunge ungeeignet? Welches ist der beste Solver für solche Probleme?

3. Postproccessing: Ich habe mir einen Pfad erstellt, um mir die Spannung entlang dieses Pfades auszugeben. Gibt es eine Möglichkeit, die Ergebnisse als Tabelle für eine Excel-Weiterbearbeitung auszuschreiben? Die Archive Path in File Funktion schreibt die Daten in einem nur für Ansys verständlichen Format aus.

Vielen Dank schon mal im Voraus für eure Hilfe!

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Hallo ToasterTUD.

Also zu Punkt 1

Dann mußt Du mal versuchen die Rechenschritte zu verkleinern mit "nsubst".

Zu Punkt 2

Also der PCG Solver ist sehr effizient bei Systemen mit über 200000 Freiheitsgraden und außerdem bei feinen Netzen aus Solid Elementen (45, 92,95,185,186 und 187).
Es sind nur symmetrische Matrizen möglich (Kontakt mit Reibung - Symmetriesierung nötig). ==> Daher steigt er bei Dir wahrscheinlich auch aus, da laut Deiner Abbildung auf jeden Fall Kontakt und Reibung entsteht.

Der Sparse Solver läuft sehr gut bei kleineren Systemen ( bis 200000 Freiheitsgrade).
Im Gegensatz zum PCG Solver ist er effizient bei unsymmetrischen Matritzen (Kontakt mit Reibung - Symmetriesierung nicht nötig) ==> Daher rechnet ANSYS auch erst mal.

Der Frontal Solver ist sehr gut einsetzbar bei kleinen Systemen (bis 50000 Freiheitsgrade) ==> Könntest Du also auch mal ausprobieren.

In ANSYS ist der Sparse Solver voreingestellt (default) und ist "sehr robust und effizient". Daher würde ich Dir empfehlen, aufgrund von Reibung und Kontakt erstmal bei dem Sparse Solver zu bleiben.

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Danke für deine Antwort!

Leider habe ich mit den Zeitschritten schon experimentiert, ohne Erfolg.
Was mich an der Sache stutzig macht, ist, dass die Fehlermeldung immer nach dem ersten erfolgreich konvergierten Substep auftritt, unabhängig von der Anzahl an Schritten und bei einer Fortsetzung der Rechnung ohne Problem konvergiert und auch anständige Lösungen berechnet werden.

Wenn ich keine Reibung definiert habe, weil die Randbedingungen es zulassen, wäre der PCG-Solver dann geeingnet oder entsteht trotzdem eine unsymmetrische Matrix? Wie "symmetrisiert" man die Matrix?

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"Wenn ich keine Reibung definiert habe, weil die Randbedingungen es zulassen, wäre der PCG-Solver dann geeingnet oder entsteht trotzdem eine unsymmetrische Matrix? Wie "symmetrisiert" man die Matrix?"

Lies Dir dazu mal in der Hilfe "nropt" durch.

Das mit den Solvern hatte ich so aus Unterlagen entnommen, wo jedoch nicht genauer auf die Gleichungslöser (Solver) eingegangen wird.

"Was mich an der Sache stutzig macht, ist, dass die Fehlermeldung immer nach dem ersten erfolgreich konvergierten Substep auftritt, unabhängig von der Anzahl an Schritten und bei einer Fortsetzung der Rechnung ohne Problem konvergiert und auch anständige Lösungen berechnet werden."

Wenn ein Error auftritt rechnet er doch nicht weiter bzw. macht ne Bisektion?
Ich verstehe Deine Aussage nicht. Bin aber auch noch kein ANSYS-Experte.
Vielleicht kann Dir da noch jemand anderes helfen.

MfG

[Diese Nachricht wurde von ich001 am 25. Jul. 2008 editiert.]

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Übermaß sollte man am besten mittels Offset der Kontaktoberfläche definieren. Ich denke hier sollte pure penalty für erste versuche als kontaktalgorithmus gewählt werden.
im ersten lastschritt berechnet man die Übermaßpassung. Dafür werden ALLE Beuteile festgehalten. Im 2. Schritt kann nun die "unnötige Einspannung" gelöscht werden und das System wird per Reibung im Gleichgewicht gehalten. Bei solchen Systemen sollte Reibung definiert werden. Alternativ kann man auch auch schwache Federn zur Stabilisierung einsetzen. Ein sehr ähnliches Beispiel gibts auch in der ANSYS Hilfe "Contact Tutorial"

Gruß
Jens

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Jens Friedrich
TU-Dresden

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Hallo!

Nach langem Probieren und umso kürzeren Lesen der Output-Meldungen konnte ich das Problem der Fehlermeldungen beheben.

Das Ergebnis nach dem ersten Zeitschritt weicht stark von den vom Predictor berechneten ab, sodass Ansys den die Berechnung stoppt.

Deaktiviert man den Predictor für alle Substeps und Loadsteps läuft die rechnung ohne Probleme durch.

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Hallo ToasterTUD

Ich hab da noch was gefunden, was Deine Aussage, den Predictor Algorithmus auszuschalten, bekräftigen könnte.

Liegt ein starker Steifigkeitssprung vor (also bei plötzlichem Kontakt), so kann der Predictor Algorithmus auch zur Divergenz führen und sollte besser ausgeschaltet werden.

MfG

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Hallo!

Welchen Vorteil hat die Modellierung mit Offset? Bei Testrechnungen konvergierten sowohl die Offset- als auch die Geometrie-Variante(Bolzen mit Übermaß modelliert) gleich gut, die Ergebnisse sind ebenfalls identisch.

Kann ich von den geteilten Berechnung (erst Übermaß berechnen, anschließend Last auftragen) absehen, wenn die Rechnung auch sofort konvergiert oder "verfälsche" ich damit die Ergebnisse, was ich mir nicht vorstellen kann.

Bei der Ergebnisdarstellung ergeben sich Spalte zwischen den Komponenten, bedingt durch das Übermaß und die Skalierung der Darstellung (bei gleichen Durchmessern jedoch kein Spalt). Die Kontaktelemente an diesen Positionen zeigen jedoch einen geschlossenen Kontakt. Ist das ein "Fehler" in Ansys. Wenn ich den Skalierungsfaktor deaktiviere bzw. verringere, sehe ich auch die Verformung infolge der Biegung nicht mehr.

Vielleicht könnt ihr mir da weiterhelfen!

Danke!André

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Wenn auch ohne intertiallastschritt funktioniert um so besser. Der Offset hat den vorteil dass man diesen einfach verstellen kann und neu rechnen kann. Häufig ist das Übermaß noch nicht bekann...
Konakt sollte immer mit geringem /Dscale ausgewertet werden. Entscheidend ist natürlich der Status.

Zitat:

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Wenn ich den Skalierungsfaktor deaktiviere bzw. verringere, sehe ich auch die Verformung infolge der Biegung nicht mehr.

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Alles gleichzeitig geht halt nicht. Entweder großer Faktor oder kleiner....

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Jens Friedrich
TU-Dresden

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