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Plattengeometrie.jpg Sensorenauswertung.jpg

Hallo zusammen,
ich arbeite momentan an meiner Bachelorarbeit, zu diesem Zweck muss ich eine Welleneinleitung mit anschließender Ausbreitung in eine mit Fasermatten Kunststoffmatte simulieren.
Dafür habe ich in Abaqus ein 3D Shell Planar erstellt (Quadratisch Platte 400x400mm). Bei den Materialeigenschaften die dichte 1,2e-9 ton/mm³ sowie Elastic mit dem Type Lamina und entsprechenden Materialwerten (E1=17250 N/mm2, E2=16990 N/mm², Nu12=0,26, G12=G13=5800 N/mm², G23=5400N/mm²) angegeben und diese über eine Sell,Homogeneous Section mit der Dicke von 2,5mm der Platte zugewiesen.

Zur Wellen Einleitung und späteren Ausbreitung arbeite ich mit zwei Steps (Dynamic, Explicit) und 2 Randbedingungen.
Randbedingung 1 Lagerung:
Feste halten der Platten an allen 4 Ecken jeweils 8mm vom Rand entfernt (Displacement/Rotaion) U1=U2=U3=0.
Randbedingung 2 Welleneinleitung:
Über eine 8x8mm große Quadratische Fläche wird eine Verschiebung von 0,2mm in U3 Richtung eingebracht die mittels einer Tabular diffinierten Amplitude 5 Schwingungen 2,9e- 5s lang eingebracht wird. A=sin(1068141,5*t) zeit schritte 1e-7s

Steps:
Inital:  Lagerung->Create
Step 1 : Lagerung->Aktive/ Welleneinleitung->Create / Time periode: 2.9e.5s / maxtimeinc 2e-7s
Step 2 : Lagerung->Aktive/ Welleneinleitung->Deaktive / Time period: 5e-9s/ maxtimeinc 2e-7s

Das Netz ist Quad-dominated ,Structured mit global size 1.

Es sind zudem noch Sensoren zur Aufzeichnung des U3 Wertes intrigiert.

Mein Problem was ich nun habe entsteht nachdem Step 1 beendet ist, dann erfährt die Platte an der Einleitungsstelle der Welle eine starke Durchbiegung die nicht abklingt. Aus meiner Sicht müsste die Platte nach einem Überschwung nur noch ganz leicht um die Nulllage schwingen bis die welle vom Rand reflektiert zurück kommt.

Ich hoffe man kann mir dabei weilterhelfen 

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Deine Anregungsfrequenz beträgt überschlägig 167kHz. Unter Zugrundelegung einer typischen Schallgeschwindigkeit für diesen Kunststoff lande ich bei einer Wellenlänge von 0,01. Um diese Aufzulösen ist eine Elementkantenlänge von ca. 0,001mm erforderlich. Ergo: Dein Netz ist mit 1mm KL zu grob.

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Pam

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Danke für deine Schelle Antwort.
Bei der Schallgeschwindigkeit komme ich für den Kunststoff in x-Richtung jedoch auf v=(E/p)^(1/2)=(17250/2*10^9)=2936835mm/s und damit bei einer Periodendauer von 5,2824*10-6s auf eine Wellenlänge von 15,5mm. Damit müsste doch die Netzgröße von 1mm vorerst genügen. Oder habe ich da einen Denkfehler drin?

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Du hast Recht. Meine Schallgeschwindigkeit war in m/s. Netz ist ok. Sorry.

Wie schaltest Du die Anregung ab am Ende von Step1? Hast Du schon mal die erste Eigenfrequenz Deines Aufbaus überschlagen?

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Pam

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Zitat:

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Wie schaltest Du die Anregung ab am Ende von Step1?

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Ich Deaktiviere Sie sie im Boundary Condition Manager in Step 2

Zitat:

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Hast Du schon mal die erste Eigenfrequenz Deines Aufbaus überschlagen?

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Nein habe ich nicht könnte aber theoretisch eine Modalanalyse voran laufen lassen müsste dann aber erst nochmal schauen wie das geht.

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Ohne Inputfile wird's schwierig. Hast Du evtl. Gravitation aktiviert?

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Pam

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t1e-7_s1_ohne_Festehalten.zip

Hier das inp-File hoffe das klapt so.
http://ww3.cad.de/foren/ubb/upl/G/Geoglas/t1e-7_s1_ohne_Festehalten.zip

Das in dem Dateinamen vorkommende ohne Festhalten hat damit zu tun, das ich getestet habe was passiert wenn ich die Amplitude nach dem Schwingen kurzzeitig ca 1.5e-6 s auf 0 setzte(Stepzeit entsprechend angepasst). Dadurch geht die Durchbindung an der Einleitungsstelle deutlich zurück, bleibt aber jedoch zu ca 1/3 bestehen.

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Das Modell ist m.E. ok. Die erste Eigenfrequenz liegt bei 22Hz, ich habe einmal bis 0,05s gerechnet und alles sieht gut aus. Dein Ergebnis beschreibt den Einschwingvorgang

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Pam

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Ja die Wellenausbreitung sieht für mich auch in Ordnung aus, nur das sich die Platte beim Einschwingen so weit genau an der Einleitungsstelle durchdrückt glaube ich nicht, beziehungsweise kann ich mir nicht erklären warum das so sein sollte. Hab das ganze testweise mal mit Concentrated force gerechnet anstatt das über eine Verschiebung zu machen.
Ergebnis war das die Platte beim einleiten der Kraft nicht mehr um die Nulllage schwingt sondern sich immer weiter entfernt, jedoch danach geht die Platte nach einem Überschwingen, an der Einleitungsstelle auf null zurück.
Ein inp-file habe ich grade nicht vorliegen da sich die Rechnungen auf dem Rechner an der Uni befinden, könnte ich aber morgen nachreichen.

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Schau dir mal die Energieausgaben (History Output) an, ob da komische Werte dabei.

Bei so hochfrequenten Vorgängen, könnte vielleicht die default-Bulk Viscosity einen Einfluß haben. Ggf. mal auf null setzen.

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KrafteinleitungSensorMitte.JPG

Habe das ganze einmal mit Linear/Quadratic bulk viscosity = 0 gerechnet da hat sich an den Verschiebungen nichts verändert.Bei der Energiebetrachtung ist mir nichts aufgefallen.

Anbei das inp-File von der Berechnung wo ich die Welleneinleitung mittels concentrated force gerechnet habe und der Plot von der Verschiebung.
https://ww3.cad.de/foren/ubb/upl/G/Geoglas/t1e-7_s1_mittels_Krafteinleitung.zip

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