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NetzFCuLot.png ProbeViertel.png

Hallo Liebe Forenteilnehmer,

ich bin ein Student und versuche aktuell das auf den Bildern dargestellte Viertelmodell einer Probe mit Ansys Workbench zu simulieren. Dazu ist einmal die gesamte Viertelprobe dargestellt und einmal das Netz um den interessanten Bereich (Flip Chip mit Lotpunkten und Lotstoppmaske auf Kupferpads, darunter FR4).
Die Belastung ist dabei als rein thermische Bedingung mit folgenden Einstellungen definiert:
- 600 Lastschritte, jeweils 1 sek
- Rest Standard/ Programmgesteuert
- Erwärmung linear von 22 °C bis 102 °C über alle Lastschritte
- alle Geometrieobjekt gleich betroffen
--> dargestellt werden soll Verformung, Spannung, Dehnung, Kriechdehnung bei einer Erwärmung der Probe um 100K in 10 min

Die externe Verschiebung (Fixierung) liegt in dem Eckpunkt oben links.

Das Problem ist nun, dass ich eine Fehlermeldung erhalte, sobald ANSYS versucht den 2. Lastschritt zu berechnen. Diese lautet "Das Verhältnis der Vergleichskriechdehnung hat einen festgelegten Wert überschritten. Da das kleinstmögliche Zeitinkrement erreicht wurde, wurde die Berechnung angehalten". Ein genauerer Blick in die Lösungsinformationen verrät, dass der Kriech-integrations-Algorithmus nicht konvergiert ("The creep integration algorithm does not converge for element xxxx, material xx, creep model 8").

Betroffen sind die Lotpunkte, welche ich mit einem "selbst geschriebenem" SAC305-Lot versehen habe (bereits verifizierte Parameter vom Institut). Darin habe ich das "Generalized Garofalo" Kriechmodell mit Parametern aus Ansys Classic verwendet (1:1 übernommen). An einem einfachen 1x1 mm Block haben die Eigenschaften problemlos funktioniert. Die Lotstellen sind auch die einzigen Elemente mit Kriecheigenschaften (isotrope Elastizität). Weiterhin verwendet wurden folgende Materialien mit Ansatz: FR4-orthotrope Elastizität, Kupfer-isotrop, Silizium-isotrop und Lotstopplack-isotrop. Mit diesen gab es jedoch bisher keine Probleme.

Hat jemand eine Idee, woran das liegen könnte oder kann es sein, dass Kriechparameter bei der Übernahme von Classic in Workbench umgerechnet werden müssen und die nur zufällig bei dem Block funktioniert haben? (und wenn ja, wie?) Oder habe ich evntl. bei etwas Anderem (wie der Netzerstellung) einen Fehler gemacht?
Ich freue mich sehr über jede Antwort!

Viele Grüße
Max

[Diese Nachricht wurde von wermnb am 04. Aug. 2021 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von wermnb am 04. Aug. 2021 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von wermnb am 30. Aug. 2021 editiert.]

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Hallo,
es könnte in der Tat ein Einheitenproblem sein. Im APDL muss man selbst die Einheiten verwalten und darauf achten das alle Eingaben konsistent sind. Im Workbench wird das vom Programm übernommen, außer für Kommando-Snippets, das in Workbench gewählte Koordinatensystem muss dann dem im Snippet entsprechen.
Viele Grüße
Christian

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CADFEM GmbH
Christian Jensch
Berechnungsingenieur
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Hallo Christian,
danke für deine Antwort, mittlerweile konnte ich auch genau so das Problem lösen.
Es lag wirklich an dem festgelegten Einheitensystem.
Die verwendeten Kriechparameter entsprechen immer dem Einheitensystem: mm, t, MPa, s, K,...
Dies war mir nicht bewusst, da bei der Angabe der Kriechparameter (wie sie mir vorlagen) keine Einheiten dazu standen. Deswegen bin ich von dem regulären metrischen Einheitensystem m, kg, s, ... ausgegangen.
Nachdem die Referenzeinheiten in der Materialdefinition angepasst wurden, musste noch das Einheitensystem des Selvers angepasst werden, danach funktionierte alles Problemlos.

Nochmals Vielen Dank,
Max

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