| |
| Gut zu wissen: Hilfreiche Tipps und Tricks aus der Praxis prägnant, und auf den Punkt gebracht für Ansys |
Autor
|
Thema: Kontakt zweier Bauteile (4164 mal gelesen)
|
RustyCohle Mitglied
Beiträge: 26 Registriert: 12.07.2017
|
erstellt am: 12. Jul. 2017 13:32 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hallo Zusammen, im Rahmen meiner BA möchte ich mit ANSYS den Schweißvorgang beim Ultraschallschweißen von thermoplastischen Kunststoffen untersuchen. Dabei liegen die zu verschweißenden Bauteile aufeinander und haben eine gemeinsame Kontaktfläche. Mir ist es bisher leider nicht gelungen diese Kontaktfläche zu definieren. Weder im DesignModeler noch beim Erstellen des Netzes. Um das ganze zu verdeutlichen habe ich eine Skizze in den Anhang gepackt. Der Kontakt soll nicht stoffschlüssig sein, sondern nur Flächenkontakt mit Reibungseffekten. Würde mich über eine Antwort bzw. konstruktives Feedback freuen! Gruß Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
farahnaz Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Ing.
Beiträge: 2467 Registriert: 24.04.2007 CAE, FEM, Test, NPD
|
erstellt am: 12. Jul. 2017 14:05 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für RustyCohle
Zitat: Original erstellt von RustyCohle: ... Mir ist es bisher leider nicht gelungen diese Kontaktfläche zu definieren.
Woran lag? Was ist besonderes dabei? Kontakt unterschiedlicher Art, zB reibungsbehaftet kann man in Mechanical erzeugen. S. Bild!
------------------ Grüße, Moe Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
RustyCohle Mitglied
Beiträge: 26 Registriert: 12.07.2017
|
erstellt am: 13. Jul. 2017 11:24 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hallo, erstmal Danke für die schnelle Antwort. Hatte mit der Flächenauswahl versucht eine Kante zu definieren. Das Problem hat sich damit erledigt! Edit: Jetzt hat sich allerdings ein neues Problem ergeben. Ich bin mir nicht sicher wie ich die Randbedingungen so definiere, dass es zu keiner Fehler meldung kommt. In der Realität liegt das obere Bauteil "frei" auf dem unteren, weclhes fest eingespannt ist. Auf das obere Bauteil wirkt dann eine zunächst eine statische Kraft und es wird auf das untere gespresst. Allerdings reicht ANSYS nicht diese eine Bedingung der Festlagerung wie im Bild zu sehen ist. Habe schon einiges versucht und mit verschiendenen Lagermöglichkeiten gespielt aber am Ende klappt es nur, wenn auch das obere Teil fest verspannt ist, was ja nicht die Wirklichkeit wiedergibt. Wenn man es ganz naiv mit Hilfe der technischen Mechanik betrachtet, sollte doch diese eine Festlagerung ausreichen? Das obere Bauteil wird durch die Kraft auf das Gegenstück gepresst, welches die Kraft an die Festlagerung weitergibt? Bin leider absoluter Neuling bei ANSYS und deswegen nicht wirklich mit Basics vertraut. Gruß [Diese Nachricht wurde von RustyCohle am 13. Jul. 2017 editiert.] [Diese Nachricht wurde von RustyCohle am 13. Jul. 2017 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
farahnaz Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Ing.
Beiträge: 2467 Registriert: 24.04.2007 CAE, FEM, Test, NPD
|
erstellt am: 13. Jul. 2017 13:33 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für RustyCohle
Ist dein System 2D? Wenn, ja, ich würde zB auf der oberen Kante am Mittelpunkt eine RB definieren und der Punkt nur in horizontaler Richtung unverschieblich machen, um das System stabiler zu machen. Dazu noch die Option 'schwache Feder' an zuschalten und noch Pinball im Kontakt-Fenster aktivieren. ------------------ Grüße, Moe Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
einfachTobi Mitglied Ingenieur
Beiträge: 146 Registriert: 22.03.2017 Ansys Workbench
|
erstellt am: 13. Jul. 2017 13:40 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für RustyCohle
Du kannst das obere Bauteil noch per reibungsfreier Lagerung in allen Richtungen, außer der Kraftrichtung (natürlich + und -) lagern. Ansonsten wären grundsätzlich Starrkörperbewegungen in diese Richtungen möglich. Eine andere Möglichkeit ist es, dem oberen Teil statt einer Kraft eine Verschiebung vorzugeben. Diese Verschiebung wählst du so, dass die Kraftreaktion am Kontakt deiner gewünschten Kraft entspricht. Grundsätzlich gilt, dass jedes Teil irgendwie in allen 3/6 Freiheitsgraden gehalten werden muss, da sonst kein statisches Gleichgewicht zu finden ist. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
RustyCohle Mitglied
Beiträge: 26 Registriert: 12.07.2017
|
erstellt am: 14. Jul. 2017 11:01 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Ja das System ist 2D. Ich habe versucht die obere Kante des oberen Teils in x- und z-Richtung zu fixieren. Hat leider auch nicht weiter geholfen. Jetzt scheint es mir die Sache irgendwie zerschossen zuhaben, denn wenn ich jetzt beide Körper festlagere kommt wieder die Meldung, dass ein Körper zu wenig Randbedingungen besitzt. Edit: Wenn ich den unteren Körper unterdrücke und die untere Kante des oberen Körpers fest lagere, klappt es. Es muss also entweder am Kontakt oder am unteren Körper liegen. Edit 2: Wenn ich den oberen Körper ausblende und den unteren Körper mit einer senkrechten kraft belaste, gibt es auch keine Probleme. Es muss also am Kontakt liegen. [Diese Nachricht wurde von RustyCohle am 14. Jul. 2017 editiert.] [Diese Nachricht wurde von RustyCohle am 14. Jul. 2017 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
einfachTobi Mitglied Ingenieur
Beiträge: 146 Registriert: 22.03.2017 Ansys Workbench
|
erstellt am: 14. Jul. 2017 12:50 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für RustyCohle
Die Meldung, dass zu wenig Randbedingungen vorhanden sind, kann definitiv nicht von dem Kontakt kommen. Eine fixierte Lagerung in 2D sperrt alle drei Freiheitsgrade. Daher muss irgendwas anderes falsch sein. Wenn ich mir dein Bild angucke liegen die beiden Körper zunächst nicht aufeinander, wie du es im Eingangspost beschrieben hast. Du solltest sie aufeinander legen, damit der Kontakt von Beginn an geschlossen ist. Ich habe das Ganze mal schnell nachgebaut. Es gibt da eigentlich kein Problem (siehe Anhang). Die Verschiebung am oberen Körper setzt UX = 0. Diese kann natürlich auch an anderer Stelle angebracht werden, wo es modelltechnisch sinnvoll für dich ist. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
RustyCohle Mitglied
Beiträge: 26 Registriert: 12.07.2017
|
erstellt am: 14. Jul. 2017 13:06 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
|
RustyCohle Mitglied
Beiträge: 26 Registriert: 12.07.2017
|
erstellt am: 17. Jul. 2017 10:47 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Kann mir jemand sagen, wie man im Designmodeler zwei Bauteile aneinanderfügt? Mit der Zwangsbedingung "deckungsgleich" lassen sich nämlich keine 3D-Profile wie extrudierte Körper oder Schalenkörper erzeugen. Einen Abstand von 0 zwischen den Linien in der Skizze zu definieren klappt auch nicht. Gibt es andere Möglichkeiten? Danke schon mal im voraus! Gruß Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
einfachTobi Mitglied Ingenieur
Beiträge: 146 Registriert: 22.03.2017 Ansys Workbench
|
erstellt am: 18. Jul. 2017 09:46 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für RustyCohle
Wenn ich mich recht entsinne, musst du das eine Teil als "gefroren" angeben, um das andere per Skizze hinzufügen zu können. Ein weiteres Stichwort dazu ist "gefroren hinzufügen". Genauer kann ich es dir leider nicht mehr sagen, weil ich mich nicht genau erinnere, aber das dürfte dir eine Richtung zur Suche geben. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
RustyCohle Mitglied
Beiträge: 26 Registriert: 12.07.2017
|
erstellt am: 19. Jul. 2017 10:54 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hallo, danke für deine Antwort!Ich habe jetzt wie im Anhang zu sehen den oberen Körper gefroren. Wenn ich jetzt in der xy-Ebene eine zweite Skizze erstellen möchte, gelange ich nur in die Bearbeitungsmaske der ersten Skizze. Wäre es eventuell einfacher die ganze Geometrie mit einem echten CAD-Programm zu generieren und dann zu importieren? Gruß Edit: So jetzt hat es endlich geklappt. Vielen Danke für die ganzen hilfreichen Antworten! [Diese Nachricht wurde von RustyCohle am 19. Jul. 2017 editiert.] [Diese Nachricht wurde von RustyCohle am 19. Jul. 2017 editiert.] [Diese Nachricht wurde von RustyCohle am 19. Jul. 2017 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
RustyCohle Mitglied
Beiträge: 26 Registriert: 12.07.2017
|
erstellt am: 19. Jul. 2017 13:06 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Und schon ergibt sich das nächste Problem. Die Körper durchdringen sich nzw. der obere Körper dringt in den unteren Körper ein. Hab schon mit der Durchdringungstoleranz versucht was zu machen, aber wenn man dort den Wert 0 eingibt, wird sofort ein Fehler gemeldet. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
PauleBeinlich Mitglied Simulant
Beiträge: 59 Registriert: 26.04.2011 Win 10 CPU + Ram ausreichend ANSYS WB 2020 R1
|
erstellt am: 19. Jul. 2017 13:38 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für RustyCohle
Hallo. Die Ergebnisdarstellung ist auf "Automatisch" skaliert. bei 1:1 müsste es passen. Evtl. könnte noch die Kontaktsteifigkeit (und allgemein der Algorithmus) eine Quelle möglicher Durchdringung sein. In diesem Sinne PauleBeinlich ------------------ Rettet dem Dativ! Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
RustyCohle Mitglied
Beiträge: 26 Registriert: 12.07.2017
|
erstellt am: 19. Jul. 2017 14:09 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Danke für die schnelle Antwort! Habe die Kontaktsteifigkeit von 1 auf 5 und sogar auf 10 gestellt. Das hat allerdings keine Veränderung bewirkt. Wenn ich die Skalierung der Ergebinsdarstellung auf 1,0 (maßstabsgerecht) stelle, verschwidnet das obere Bauteil bzw. verschiebt sich sehr weit vom unteren Bauteil. (Siehe Anhang) Habe auch versucht die kraft durch eine Verschiebung zu ersetzen, auch das ohne Erfolg. Die Bauteile durchdringen sich auch weiterhin. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
cgebhardt Moderator Maschinenbauingenieur
Beiträge: 1449 Registriert: 20.11.2000
|
erstellt am: 20. Jul. 2017 13:10 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für RustyCohle
Eine Lösungoption wurde schon genannt: Verschiebung wählen, die zu einer Reaktionskraft in der Höhe der gewünschten Kraft führt. Bedeutet, man muss die Verschiebung ausprobieren, da die Steifigkeit ja vermutlich unbekannt ist. Das ist nicht superbequem, aber supersicher. Eine Alternative kann sein, den Suchradius des Kontakts auf ca. 2 x den Verschiebungswert der Starrkörperbewegung zu setzen. KANN bei so einer einfachen Kontaktsituation funktionieren, bei komplexen Verhältnissen nicht mehr. ------------------ Christof Gebhardt CADFEM GmbH Marktplatz 2 85567 Grafing Tel. +49 (0) 8092 7005 65 cgebhardt(at)cadfem.de www.cadfem.de Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
einfachTobi Mitglied Ingenieur
Beiträge: 146 Registriert: 22.03.2017 Ansys Workbench
|
erstellt am: 20. Jul. 2017 14:48 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für RustyCohle
Weil ich mich wunderte warum es bei dir einfach nicht klappen wirll, habe ich das Ding in einer 3D-Analyse gerade noch einmal mit Schalen nachgebaut --> es passiert das gleiche wie bei dir. Warum auch immer löst sich der Kontakt nahezu sofort und die Teile durchdringen sich. Da half auch keine Verschiebung mit vielen vielen Substeps oder andere Kniffe, die man bei Kontaktkonvergenzproblemen probiert. Wenn ich den gleichen Aufbau in einer echten 2D-Analyse habe (wie oben) läuft es einwandfrei durch. Bei einer 3D-Analyse mit Volumenelementen (gleiche Dicke wie vorher die Schalen) läuft es auch ohne Probleme durch. Vorschlag: echte 2D-Analyse verwenden (VOR Geometrieerstellung in den Eigenschaften einstellen; nachher nicht mehr änderbar) oder Volumen verwenden. Wenn jemand eine Erklärung hat, warum es in 3D mit Schalen nicht funktioniert, würde ich mich freuen. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Duke711 Mitglied
Beiträge: 826 Registriert: 14.11.2016
|
erstellt am: 20. Jul. 2017 17:20 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für RustyCohle
Weil der Kontakt nicht richtig eingestellt ist und Ansys diesen nicht erkennt. Progammgesteuert funktioniert leider nicht immer bei Kontakten zwischen Schalenelementen. - Symmetrisch - Augmented Lagrange - Nodal-Projected Normal Form Contact Alternativ den MPC, wenn nicht mit großer Verformung gerechnet wird. Die Verschiebungskomponente ist dann der Zielkontakt. [Diese Nachricht wurde von Duke711 am 20. Jul. 2017 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
einfachTobi Mitglied Ingenieur
Beiträge: 146 Registriert: 22.03.2017 Ansys Workbench
|
erstellt am: 21. Jul. 2017 09:22 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für RustyCohle
Die Möglichkeit in 3D das Kontaktverhalten auf symmetrisch zu stellen gibt es jedoch bei einem Kante/Kante-Kontakt nicht. Ebenso die Detektionsmethode. Ansys macht 2D programmgesteuert einen asymmetrischen Kontakt daraus. In 3D wählt die Workbench für den Kontakt: Code:
Node-surface contact pair is defined Contact force based contact model Contact algorithm: Augmented Lagrange method Contact detection at: nodal point (normal to target surface)
Da habe ich aber ohne weiteres erstmal keinen Einfluss drauf. Ich gehe davon aus, dass es sich per Command-Block lösen lässt. Jedoch müsste ich auch die Befehler dafür mühsam nachschlagen und probieren. Aber hier scheint es sinnvoll zu sein einen anderen Weg zu gehen, da der Aufwand vermutlich geringer sein wird. Danke für den Hinweis Duke.
Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
RustyCohle Mitglied
Beiträge: 26 Registriert: 12.07.2017
|
erstellt am: 21. Jul. 2017 10:37 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
|
farahnaz Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Ing.
Beiträge: 2467 Registriert: 24.04.2007 CAE, FEM, Test, NPD
|
erstellt am: 03. Aug. 2017 15:00 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für RustyCohle
|