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Hallo Ansys Forum,

für eine Studienarbeit arbeite ich mich gerade in Ansys ein. Und schon stellt sich mir eine erste Frage...
In einer Strukturanalyse erhalte ich in einem contourplot relativ große Unterschiede für die Vergleichsspannung wenn ich nodal bzw. element solution aufrufe. Welcher Wert ist realitätsnäher? Der Elementtyp ist Solid92.
Danke!

Gruss,
Anfänger

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Zitat:

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Original erstellt von ansbeginner:
für eine Studienarbeit arbeite ich mich gerade in Ansys ein. Und schon stellt sich mir eine erste Frage...
In einer Strukturanalyse erhalte ich in einem contourplot relativ große Unterschiede für die Vergleichsspannung wenn ich nodal bzw. element solution aufrufe. Welcher Wert ist realitätsnäher?

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Das hängt immer davon ab, wie Dein Postprozessor die Ergebnisgrößen, die er an den Integrationspunkten der Elemente abgreift, interpoliert, also auf Knoten bzw. ganze Elemente überträgt. Um das zu überprüfen, solltest Du Dir einfach mal diese Werte von den Integrationspunkten für ein möglichst einfach gehaltenes mechanisches Beispiel herausschreiben lassen (ich weiß leider nur, wie das praktisch in MSC.Marc/Mentat geht, aber nicht in ANSYS) und diese dann mit denen vergleichen, die Dir der Postprozessor in seinem Contourplot angibt.

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na ja, es ist so: für abgeleitete grössen->seqv ist die elementsolu im detail exakter! irgendwie numerisch auch keine Überraschung;-)

mfg, Meijer

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siehe zu Frage http://ww3.cad.de/foren/ubb/Forum101/HTML/000164.shtml

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Gruesse,
Frank  Exius
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Hallo ife,

in dieser Studienarbeit, die mit Ansys bearbeitet wurde, ging es um eine relativ einfache Problemstellung, Analyse eines (Standard)-Kerbfalls mit Materialnichtlinearität (Alulegierung). Konvergenz in der Lösung wurde einfach durch eine Netzverfeinerung überprüft (insgesamt 5mal!) und Ergebnisse der 1.Hauptdehnung verglichen--> ansys konnte in dieser simplen Problemstellung (viertelsmodell einer gekerbten Zugprobe) keine Konvergenz im Ergebniss erzielen! Die Hauptdehnung vergrößerte sich praktisch linear mit der Vernetzungsverfeinerung. Das Viertel der Zugprobe wurde am Ende mit etwa 30000 (in Worten, kein Tippfehler: dreissigtausend!) Solid45 Elementen modelliert, sonst alles Standardeinstellungen. Das kann man schon ins grübeln kommen.
Da nur ein relativ schwaches notebook zur verfügung stand, und die rechenzeit immens anstieg, einigte ich mich mit dem betreuer es dabei zu belassen.

Das einzige Fazit das ich, mein Betreuer und andere interessierte Assistenten daraus zog: Ansys wenig geeignet für eine (material)nichtlineare statische analyse...

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Zitat:

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Original erstellt von ansbeginner:
Das einzige Fazit das ich, mein Betreuer und andere interessierte Assistenten daraus zog: Ansys wenig geeignet für eine (material)nichtlineare statische analyse...

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Das Scheitern einer Rechnung muß nicht zwangsläufig am verwendeten FEM-Tool (in diesem Fall ANSYS) liegen. Für eine derartige Analyse wie in Deinem Fall sind auch die hinterlegten Werkstoffdaten von elementarer Wichtigkeit. Was waren das für Werkstoffdaten? Aus was für Versuchen stammten sie? Hast Du überprüft, ob diese Werkstoffdaten überhaupt geeignet waren, so hochnichtlineare, lokale Umformungen abzubilden? Hast Du überprüft, ob die in den Werkstoffdaten hinterlegten Dehnungs- und Spannungsbereiche für Deinen Anwendungsfall ausreichten (in einem Kerbgrund werden Spannungen schließlich rein theoretisch unendlich hoch)?

Falls es sich bei den Werkstoffdaten zum Beispiel um irgend welche Fließkurven aus Standardversuchen wie Zerreissversuch nach DIN ISO EN 10002 oder irgend einem Standard-Stauchversuch marke Doege-Fließkurvenatlas gehandelt hat, kannst Du so etwas wie *echte* Kerbspannungsberechnung vergessen.

Eine *simple* Problemstellung war Deine Simulation auf gar keinen Fall, schon gar nicht, wenn es sich bei dem Werkstoff um Aluminium handelt, was sich nun einmal dezidiert anders verhält als z.B. Stahl.

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welche Kerbgeometrie - Rund/Spitz.. lag dabei vor ?

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Gruesse,
Frank Exius
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Hier lagen Werkstoffdaten aus Zugversuchen nach DIN (hab die nummer gerade nicht im kopf, kann nachschauen wenn es interessiert...) vor, jedenfalls standardprobengeometrie, flachproben, gezogen mit 2 mm/min, die Probenverlängerung wurde mechanisch mit 50mm Messlänge, sowie optisch mit 30mm Messlänge in Abhängigkeit der Kraft aufgenommen. Dazu ist zu bemerken, dass es sich um eine äusserst spröde, vollausgehärtete Gusslegierung handelte (Bruchdehnung < 1%, praktisch keine Brucheinschnürung, Bruchdehnung trotz unterschiedlicher Messlängen im Rahmen der Fehlertoleranz gleich). Neben elastischer Dehnung lag nur Gleichmaßdehnung bis zum Bruch vor, also kann man davon ausgehen, dass ermittelte (technische) spannungs-dehnungsbeziehung so gut wie identisch mit der wahren sigma-eps ist!
(die bekannte Umrechenformel gibt Abweichung von kleiner 2%). Das war Grundlage, modelliert mit kinematische Verfestigung, mehrere stützstellen.

Kerbgeometrie war ebenfalls eine Flachprobe mit beidseitigen Halbkreisen, der analytische SCF nach ISIDIA/LING beträgt 1,60
(Ansys: 1,69 - natuerlich lineare Berechnung). Daraus ergibt sich sicher keine unendliche Spannungserhöhung;-).
Auch verglichen mit Kerbzugversuchen erwies sich die die numerische Lösung als zu steif.

Gruss,
Lars

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Hallo JP,

>...Werkstoff um Aluminium handelt, was sich nun einmal dezidiert anders verhält als z.B. Stahl.

Daran kaue ich gerade noch, können Sie mir das etwas erläutern? Schliesslich beruhen die Phänomene der Plastizierung bei Al doch auf den selben mirkostrukutellen Vorgängen wie auch bei Stahl (Versetzungsbewegungen). Gibt es nicht auch Stähle ohne ausgeprägte
Streckgrenzenerscheinungen? Gibt es nicht sogar Stähle mir degressiver sigma-e beziehung nach der el-grenze. Oder spielen Sie auf die andere Gitterstruktur an (krz glaube ich...) und das grundsätzlich duktile verhalten der al-matrix?

Also damit ich kein zähneknirschen bekomme, bitte Antworten

Danke!

Gruss,
Lars

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shit..., vor allem natuerlich, was für werkstoffdaten würden Sie denn verwenden?

:-)

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mit welchem Elementshape SOLID45 wurde vernetzt - Hex oder Tet/Prism.
Welche Werte wurden bei KEYOPT(1) und KEYOPT(2) benutzt ?

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Gruesse,
Frank Exius
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da standard, wohl keyopts jeweils 0

es gelang sogar ein mapped mesh zu extrudieren, also hex

gruss,lars

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Ich bekenne mich schuldig des übermässigen Alkoholkonsums in den Ferien, ich habe nochmal nachgesehen, es waren knap 31000 !Knoten! und nicht Elemente, aber trotzdem ne ganze Menge finde ich für so ein kleines Modell.

Gruss,
Lars

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mal mit KEYOPT(2)=1 laufen lassen, wenn noch von Interesse.

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Gruesse,
Frank Exius
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Hallo ife,

klar interessiert mich das..

>Uniform reduced integration with hourglass control; suppress extra displacement shapes (KEYOPT(1) is automatically set to 1).

ok, das nehme ich mal so hin;-), aber 'beginner' steht hier nicht umsonst im meinem nickname. könntest Du mir das erläütern wenn Du zeit hast? danke!

Gruss,
Lars

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Zeit ist Geld ; ) wir sind Dienstleister ANSYS, von daher..
aber im Elementmanual unter SOLID45 steht u.a. geschrieben:

This element also supports uniform reduced (1 point) integration with hourglass control when KEYOPT(2) = 1. Using uniform reduced integration provides the following advantages when running a nonlinear analysis:

Nonlinear convergence characteristic of the option is generally far superior to the default full integration with extra displacement shape; that is, KEYOPT(1) = 0, KEYOPT(2) = 0.

The analysis will not suffer from volumetric locking which can be caused by plasticity or other incompressible material properties.

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Gruesse,
Frank Exius
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