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ExplosionsansichtdesModells.jpg RandbedingungendesModells.jpg SolutionOutputa0undq10.txt

Hallo zusammen,

ich kämpfe seit einiger Zeit mit einem Modell, das ich für eine Parameterstudie nutzen möchte. Viele Abwandlungen des Modells funktionieren, jedoch kommt es immer wieder zu Konvergenzproblemen. Das Problem liegt, denke ich, in der weichen Lagerung und den vielen Kontaktformulierungen zwischen den modellierten Wandelementen.
Es handelt sich um 4 Wandelemente, die durch eine vertikale Feder miteinander gekoppelt werden und ansonsten sich durch einen reibungsfreien Kontakt berühren. Sie sind jeweils in ihrer Aufstandsfläche durch eine weitere vertikale Feder, eine horizontale Feder und eine flächige reibungsfreie Lagerung, die nur Druck aufnimmt, gelagert. In z-Richtung ist das gesamte System gehalten. (siehe Bilder)
Jedes Wandelement besteht aus zwei Lagen, die per Verbund miteinander gekoppelt sind. An den Schmalseiten, wo Federn angebracht werden, habe ich eine dünne Schicht vergleichsweise steifer Elemente eingefügt, um Singularitäten zu reduzieren.
Die Belastung ist zum einen eine Vertikale Streckenlast, die im ersten Lastschritt aufgebracht wird und zum anderen eine horizontale Auslenkung am oberen Ende der Wandelemente, die anschließend in 2 Schritten aufgebracht wird. Das Ergebnis soll eine Verformung der zusammengesetzten Wandscheibe in Form von Rotation der einzelnen Elemente und Gleiten der Wandscheibe sein.
Weil in der Aufstandsfläche 3 Randbedingungen modelliert werden, gibt Ansys antürlich immer an, dass es hier zu Problemen kommen kann. 21 Variationen vom urpsrünglichen Modell haben aber denoch einwandfrei konvergiert und das gewünschte Ergebnis ausgespuckt.
Bei Verringerung der Vertikallast kommt es nun aber zu Konvergenzproblemen. Und zwar bricht die Rechnung schon im ersten Substep ab, wenn nur die Vertikallast aufgebracht wird. Das macht mich relativ ratlos, denn die Vertikallast kann doch direkt in die flächige Lagerung geleitet werden. Habe ich einen grundsätzlichen Fehler in meinem Modell? Kann ich vielleicht die Kontakt- und Randbedingungen geschickter formulieren, sodass sie nicht zu Überbestimmtheit einzelner Knoten führt und dementsprechend nicht im Laufe der Berechnung von Ansys gelöscht wird? Oder steckt das Problem vielleicht in den dünnen steifen Schichten, deren Elementgröße natürlich deutlich kleiner ist als in den Wandelementen selbst?
Ich habe mal noch das Solution Output file hochgeladen, vielleicht fällt jemandem da was direkt auf.

Ich wäre euch unglaublich dankbar, wenn ihr Hinweise habt, was vielleicht der Fehler sein könnte!

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Versuch mal mit contact-tool vor der Berechnung um die Kontaktzustanaende am Anfang zu sehen. Sonst kannst du noch Pinball mit grosserem Radius einstellen.

Gibt es Meldungen über Kontaktstatus während der Berechnung?

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Grüße, Moe

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Vielen Dank für deinen Hinweis!
Der Kontaktstatur scheint in Ordnung zu sein. Den überprüfe ich immer vor der Rechnung. Es kommen folgende drei Meldungen:
"Zwei oder mehrere externe Randbedingungen teilen sich eine gemeinsame Fläche, Kante oder einen Punkt. Dieses Verhalten kann zur einer Überbestimmtheit des Gleichungslösers führen und wird nicht empfohlen."
"Es sind große Verformungseffekte aktiviert. Dadurch sind u. U. einige der zugeordneten Lagerungen, wie z. B. Verschiebung, zylindrische Lagerungen oder starre Auflager, ungültig geworden."
"Mindestens ein MPC-Kontaktbereich oder eine externe Randbedingung steht möglicherweise in Konflikt mit anderen angewendeten Randbedingungen oder anderen Kontaktbereichen. Das kann möglicherweise die Lösungsgenauigkeit reduzieren."
Die erscheinen allerdings auch, wenn das Modell rechnet und ein plausibles Ergebnis ausspuckt... und dann natürlich noch die Meldung, dass unter den gegebenen RB keine konvergente Lösung gefunden werden konnt.
Ich habe auch schon probiert das Modell in mehr Körper zu unterteilen, damit die kritischen RB nicht mehr alle auf einer FLäche liegen. Allerdings stimmt die Lösung weniger gut mit den durchgeführten Versuchen überein. Deshalb wäre es mit sehr recht, wenn ich das Modell mit der einfachen Geometrie zum laufen bringen würde.

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Falls jemand ein ähnliches Problem hat: einige Modelle konnte ich zum Laufen bringen indem ich die Vertikallast nicht auf alle Wandelemente verteilt aufgebracht habe. Stattdessen sollte die Kraft auf jeden sich bewegenden Körper einzeln aufgebracht werden...

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