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Balken_Modell.jpg

Hi,
ich hab schon früher mal mit, während des Studiums, mit NX gearbeitet, dies ist aber schon länger her 
Momentan in der Firma wo ich arbeite wird Ansys verwendet und die nichtlinearen Lösungen dort haben nicht die Qualität die ich erwarte, deshalb will ich mal wieder ein Versuch mit NX starten.
Meine Aufgabenstellung:
Ich soll zwei Balken generieren die in Verbundbauweise angebracht sind und an einen der Enden fest eingespannt ist. Durch eine Auslenkungskraft werden die Balken bebogen und verschieben sich relativ zueinander. Am den Balken werden an sieben Stellen Klemmkräfte aufgetragen die das durchrutschen der Balken erschweren sollen.
Für mich ist die relative Verschiebung sehr wichtig, daraus kann man die Dämpfungsarbeit für schwingende Systeme bestimmen.

Geometrische Daten für ein Balken
Länge: 690mm
Höhe: 2mm
Breite:28mm

Material
E-Modul: 210000 N/mm^2
Querkontraktionszahl: 0.33
Reibwert: 0.3

In den bei gefügten Bild ist eine Zeichung von dem System wie ich es mir Vorstelle.
Abbildung 1 zeigt das System in der Ruhelage
Abbildung 2 zeigt das System im ausgelenkten Zustand

Kann mir jemand sagen wie bei NX die Elemente heißen die ich brauche, ein Kontakt-Element und ein Timoshenko-Balken?
Oder kann mir jemand so ein Modell eben erstellen, ist für einige Profis hier wahrscheinlich nur Minuten Sache. Wenn ja, dann hätte ich gerne 69Elemente pro Balken 

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Hallo,

Zitat:

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Original erstellt von zwoli:
...in der Firma wo ich arbeite wird Ansys verwendet und die nichtlinearen Lösungen dort haben nicht die Qualität die ich erwarte...

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eine kurze Frage: Wonach beurteilst du das, bzw. worin unterscheiden sich deine Erwartungen und deine Ergebnisse? Ohne konkrete Infos ist alles nur der Blick in die Kristallkugel. Du kannst schließlich nicht einfach so pauschal die Aussage in die Runde werfen, die Ansys-Ergebnisse seien von schlechter Qualität.

Also erkläre bitte deinen Modellaufbau, die Randbedingungen, dein verwendetes Netz, etc., am besten in Form von Screenshots.

Wichtig ist auch die Reihenfolge, in der du deine Kräfte aufbringst. Nicht alle Kräfte gleichzeitig aufbringen, sondern zuerst die Schrauben anziehen (erster Lastschritt), danach die angreifenden Kräfte aufbringen (zweiter Lastschritt).

Sollten Ansys und Nastran an deiner Baustelle unterschiedliche Ergebnisse liefern, so ist irgendetwas faul.

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Gruß   

Markus

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file006.jpg

Im Vorfeld der FEM Simulation sind an einem Prüfstand die relativ Verschiebungen der Balken gemessen worden. Die simulierten Ergebnisse sind in etwa um den Faktor 1000 zu klein.
Da wir aus den Versuchen noch nicht den genauen Reibwert ermittelt habe, ist das eigentliche Ergebnis bis dahin nebensächlich.

Aufbau des Models:
Zwei Balken (Ansys: Beam188) werden an einer Seite fest eingespannt. Die Balken haben eine Länge von 690mm, eine Breite von 28mm und eine Höhe von 2mm. Zusätzlich befinden sich an den Verschraubungsstellen noch zwei Unterlegscheiben. Die Unterlegscheiben sind noch nicht in mein FEM Modell mit modelliert.
Zwischen den Balkenelementen wurden Kontakt Elemente eingebaut (Ansys: Conta178). Das darin enthaltene Gap Element soll die Reibungseinflüsse und die relativ Verschiebung darstellen.
Eins der beigefügten Bilder zeigt einen Ausschnitt aus meinen Modell. Die Balken Elemente sind horizontal angeordnet und die Kontakt Elemente vertikal. Die aufgetragenen Kräfte zeigen aufeinander (das ist schlecht in dem Bild zu sehen). Die Klemmkraft beträgt 50N und die Auslenkkraft 7N.

Problem:
Wird der Balken ohne Klemmkräfte ausgelenkt, dann sind die relativen Verschiebungen kleiner, als wenn auf den Balken Klemmkräfte aufgetragen werden.
Also sind die Ergebnisse genau umgekehrt zu meinen physikalischen  Kenntnissen. Denn um so mehr Klemmkraft aufgetragen wird, desto mehr Reibungskraft müsste vorhanden sein und deshalb dürfte der Balken nicht so viel rutschen.

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file009.jpg file010.jpg file011.jpg

Noch ein paar Bilder

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>>Wird der Balken ohne Klemmkräfte ausgelenkt, dann sind die relativen Verschiebungen kleiner, als wenn auf den Balken Klemmkräfte aufgetragen werden.
Also sind die Ergebnisse genau umgekehrt zu meinen physikalischen  Kenntnissen. Denn um so mehr Klemmkraft aufgetragen wird, desto mehr Reibungskraft müsste vorhanden sein und deshalb dürfte der Balken nicht so viel rutschen.

Zunächst einmal machst Du keine Unterscheidung zwischen Gleitreibung und Haftreibung. Meine Kenntnisse der Physik sind mit den Jahren eingerostet, aber ich denke: Sofern die Haftreibung überwunden wird, wirkt Gleitreibung nur bei einer dynamischen Analyse als Bremskraft, also als Verzögerung.
Bei einer rein statischen Analyse dürfte sie keine Rolle spielen. 

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R.Schulze

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Mein Modell wie es bisher war ist Geschichte 

Ich habe mir, mit den zwei Balken usw, eine 3D Baugruppe konstruiert. Bilder werde ich heute Abend noch Online stellen.
Als Verbindung zwischen den Flächen würde ich ein Flächen zu Flächen Kontakt wählen. Dort hab ich bisher nur den Haftreibungswert gefunden. Weiß jemand wo ich den Gleitreibungswert eingeben kann?
Als Solver will ich den Solver 601/606 verwenden.

Ein weiteres Problem hab ich beim Auswählen der einzelnen Flächen für den Flächen zu Flächen Kontakt. Ich hab ja zwei identische Balken die übereinader liegen. Wie bekomm ich jetzt die beiden Flächen dazwischen ausgewählt?
Wie gesagt, Bilder will ich gleich (bis 18.00Uhr) noch online stellen

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CAD-BILD.jpg

Hier ist ein vergrößerter Ausschnitt aus mein Modell. Der Balken ist normalerweise länger und hat sieben Schrauben

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