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Autor Thema:   Temperaturabhängige Werkstoffeigenschaften (1342 mal gelesen)
Hammelfleisch
Mitglied



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Beiträge: 43
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erstellt am: 13. Okt. 2008 14:53    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo Forenmitglieder!
Ein weiteres Porblem für kluge Köpfe!

Folgendes Problem. Ich betrachte ein Verbundbauteil, also ein in Beton einbetoniertes Stahlprofil. Beides wird von unten Temperaturbelastet. Die Temperuter der Belastung steigt dabei immer weiter an. Dabei möchte ich die im Bauteil über den Querschnitt entstehende Temperaturverteilung betrachten. Ich möchte am Ende eine recht exakte Temperaturverteilung haben. Das macht es nötig, nicht die für Stahl und Beton vereiinfachten Werkstoffkennwerte zu verwenden sondern diese exakt zu berechnen.

Nun die mir unlösbare Angelegenheit. Stahl genauso wie Beton ändert ja seine Werkstoffeigenschaften bei steigenden Temperaturen (hier Temp. von 0-1200 Grad) Gerade hinsichtlich Wärmeleitfähigkeit und spez. Wärme ergeben sich nach den Normen bei einer nötigen exakten Berechnung Formeln.
Da ich meinem Material ja diese Werte zuweisen muss find ich keinen weg diese von der Temperatur abhängig einzugeben!

Wenn ich in Ansys 100 Grad anfahren lassen dann ändert sich schon innerhalb dieses Lastschrittes meine MAterialeigenschaft. Wie kann ich dies berücksichtigen?

Vielen Dank für eure Mühe und vorallem dafür das ihr eurer Wissen teilt.

Gruß Simon

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Hammelfleisch
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Beiträge: 43
Registriert: 13.10.2008

erstellt am: 13. Okt. 2008 14:59    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Im Prinzip wäre es doch super wenn ich als MPdata,c,... eine Funktion in Abhängigkeit der Temperatur eingeben könnte! Das Problem ist 1. glaub ich das geht nicht und 2. ist ja meine Temperatur die Belastung!

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ife
Moderator
Berechnungsdienstleister FEM


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Beiträge: 1395
Registriert: 29.10.2002

IFE Deutschland
Simulation ANSYS
Workbench MAPDL Multiphysics CFX

erstellt am: 13. Okt. 2008 15:23    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Hammelfleisch 10 Unities + Antwort hilfreich

das die Temperatur der betrachtete primaere Freiheitsgrad ist, verhindert nicht die Spezifizierung von Materialparametern als Funktion der Temperatur.

------------------
Gruesse,
Frank Exius
IFE Deutschland  www.ife-ansys.de
Mo-Fr 9:00-18:00 Uhr durchgaengig

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solve1
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Berechnungsingenieur


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Beiträge: 507
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erstellt am: 13. Okt. 2008 19:41    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Hammelfleisch 10 Unities + Antwort hilfreich

hi,
mit MPTEMP und MPDATA

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Hammelfleisch
Mitglied



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Beiträge: 43
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erstellt am: 14. Okt. 2008 10:20    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo zusammen und schonmal danke!

das hört sich doch so an, als würde mein Problem lösbar sein!

In der Hilfe sehe ich bei mptemp, und mpdata nicht wie ich dort eine Funktion eingeben könnte!
Nur lediglich Konstante Werte bziehungsweise eben gestaffelte Werte zu gestaffelten Temperaturen! Aber ich bräuchte eben eine von der Temperatur abhangige Funtkion!

als Belastung kann man eine Funktion eingeben das hab ich gefunden, aber das hilft mir nicht da ich ja Werkstoffeigenschaften habe die sich gerade durch die Belastung (Temp.) ändern!

Gibt es da eine Möglichkeit, außer der stufenweise Annäherung mittels vieler kleiner Laststufen?

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MGebhardt
Mitglied
Dipl.-Ing. Masch., WiMi


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Beiträge: 95
Registriert: 15.09.2008

2 * Intel Core 2 Duo 2,66 GHz,
2* 4 GB RAM,
OpenSUSE 11.0
Ansys 11.0 Academic Research

erstellt am: 14. Okt. 2008 11:34    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Hammelfleisch 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo,

wahrscheinlich kommst Du am weitesten mit MP:
MP,Lab,Mat,C0,C1,C2,C3,C4

Lab: die Eigenschaft, die Du angeben möchtest
Mat: Materialnummer

und jetzt wirds interessant:
C0: konstanter Term,
C1: Vorfaktor des linearen Terms
C2: Corfaktor des quadratischen Terms, usw.
also gilt:
Wert von Lab=C0+C1*T+C2*T^2+C3*T^3+C4*T^4
steht auch in der Hilfe.
solltest Du eine kompliziertere Funktion haben kansst Du diese in eine Taylorreihe überführen (wie Ingenieure das halt so machen  ).
WICHTIG! Solltest Du ein Ploynom 2. oder höherer Ordnung benutzen musst Du VOR dem MP mit MPTGEN oder MPTEMP Stützstellen festlegen.

Den Fehler kannst Du abschätzen, indem Du die Taylorreihe und die Originalfunktion in Matlab, Scilab oder Octave eingibst und Dir die Differenz ausrechnest. Den größten Fehler findest Du an den Punkten, die am weitesten von Deiner Stützstelle weg sind.


Alternativ:
Wie oben vorgeschlagen mit MPData und MPTEMP: Originalfunktion in Matlab, Scilab oder Octave
Funktionswerte an 6 Stellen erstellen und die Arrays (Stützstellenarray und Ergebnisarray) ausgeben lassen.
Die Ergebnisse in MPDATA eingeben(=y-Werte bei y=f(x)), die Stützstellen in MPTEMP (=x-Werte) oder mit MPTGEN automatisch die Liste erstellen lassen.
Durch wiederholen kannst Du bis zu 100 Werte angeben. Dafür ist der Wert in STLOC da. Dazwischen wird linear interpoliert.

Mit MP,REFT oder TREF kannst Du noch eine Referenztemperatur angeben, damit Du nicht bei 0K starten musst.


Das ganze findest Du auch wunderbar erklärt in Basic Guide | 1. Getting started | 1.1.4 Material properties
Weiterhin kannst Du Dir mal die TB Befehle angucken; eine Erläuterung findest Du ebenfalls in oben genanntem Kapitel.

So, dann mal viel Erfolg!

Gruß
Moritz

PS: 100 K Differenz scheinen mir jetzt nicht so wahnsinnig viel zu sein. Übertreib es also nicht
PPS: Ich find das ja löblich, dass Du versuchst so genau wie möglich zu rechnen, aber der limitierende Faktor in der Genauigkeit ist sicher nicht die Anzahl der Stützstellen, bzw. die lineare Interpolation, sondern im Zweifelsfall die Parameterstreung des Werkstoffs in der Herstellung und die Messgenauigkeit.
Desweiteren gibt es auch bei geringen Temperaturunterschieden schon ganz nette Konvektionsströmungen, die den Wärmeabtransport über die OF bestimmen. Der genaue Wert ist dabei wieder von der Strömungsgeschwindigkeit abhängig. Weiter ist dabei interessant ob es sich um laminare oder turbulente Strömung handelt. Bei letzterer ist der Wärmetransport deutlich höher.
Auch sollte man Strahlung nicht vernachlässigen, selbst wenn die Temperaturen nicht sehr hoch werden; der Wärmetransport kann dennoch sehr hoch werden. Beton hat, soweit ich mich erinnern kann, einen Emissionskoeffizienten im IR-Bereich von etwa 0,88 ist also fast ein schwarzer Strahler. Das kann aber bei lackiertem Beton anders aussehen; oder wenn er mit Alumium verkleidet ist, dann liegt Dein epsilon irgendwo unter 0,1.
Also, zusammengefasst: Erwarte erst mal besser nicht, dass Du Genauigkeiten von <10 K erreichst.

------------------
Moritz Oliver Gebhardt

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Hammelfleisch
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Beiträge: 43
Registriert: 13.10.2008

erstellt am: 14. Okt. 2008 13:13    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Verdammt großen Dank!
So werd ich es machen! In der Hilfe hab ich die dazugehörenden Kapitel gefunden und werd ich mir nun reinpfeffern!

Klasse für eure Mühen!
Du hast natürlich recht mit der Genauigkeit!
Ich werd erst mal ne Rechnung machen und dann sehen wie weit ich sie verfeinern muss!

Viele Grüße und nocheinmal Danke.

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broiler442
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Beiträge: 13
Registriert: 22.01.2010

erstellt am: 02. Mrz. 2011 10:27    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Hammelfleisch 10 Unities + Antwort hilfreich

Wie kann man eigentlich mit mptemp und mpdata mehr als 100 Werte vorgeben? Ich hab zum Beispiel eine Tabelle mit temperaturabhängigen Wärmeübergangskoeffizienten. Diese würde ich gerne als Materialeigenschaft definieren. Hat jemand ne Idee, wie man sowas vorgibt?

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