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Hallo,

ich muß eine Temperaturfeldberechnung an einer Fahrbahndecke mit Bewehrung durchführen. Ich habe mir auch schon das Buch "FEM für Praktiker - Temperaturfelder" besorgt und überarbeitet, doch leider weiß ich nicht wie ich am besten anfangen soll. Ich soll mit Hilfe von Macros eine Decke mit Bewehrung erstellen, mit welchen Elementen kann ich das durchführen? Gibt es irgendwelche Skripte in denen es steht wie man Macros erstellt?

Vielen Dank im Voraus.
Gruß Anco

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Eine Frage noch, mit welchem Befehl erstellt man überhaut eine Bewehrung???

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Beispiel:
Betondecke Laenge x Breite x Dicke: 2[m] x 1[m] x 0.1[m] mit einfacher Bewehrungseinlage
Baustahlgewebematte: Abstand Querstaebe = Abstand Laengsstabe = 100 mm; Durchmesser Quer-/Laengsstaebe 5mm
Abstand Unterkante Betondecke bis Mitte Baustahlmatte 4 cm

1. Flaeche (1) 100 X 100 [mm] oder 0.1 x 0.1 [m] erstellen
2. Flaeche (1) in X-Richtung 20x kopieren {AGEN,20,...}
3. Flaechen (1-20) in Y-Richtung 10x kopieren {AGEN,10,...}
4. Flaechen verbinden {AGLUE,ALL}

5. Elementtypen + REAL CONSTANT festlegen
5.1 Bewehrung: LINK33, REAL CONSTANT (Flaeche)
5.2 Beton: SOLID5

6. Materialeigenschaften für Beton + Bewehrung festlegen

7. Fuer ALLE Linien mit {LESIZE,ALL,,,1} die Elementgroeße bestimmen

8. ALLE inneren Linien mit {LATT}+{LMESH} LINK33 vernetzen

9. Betonvolumen erstellen {VEXT,...}
9.1 Alle Flaechen (200) (Z-Koordinate =0) aus(4) in Richtung [-Z] um 0.04 [m] extrudieren.
9.2 Die gleichen Flächen (Z=0) in Richtung [+Z] um 0.06 [m] extrudieren ergibt Gesamtdicke 0.1 [m]
9.3 Volumen verbinden {VGLUE,ALL}

10. Wie unter (7.) die Elementgroeße bestimmen

11. mit {VATT} + {VMESH,ALL} alle Volumen mit SOLID5 vernetzen
12. Koinzidente Knoten bei (Z=0) mit {NUMMRG,NODES,...} eliminieren

13. Flaechen aus (4) wieder loeschen

14.Lasten und Randbedingungen eingeben
15. SOLVE

Dies ist mit Sicherheit nicht der Königsweg, um eine solche Aufgabe zu lösen, stellt aber einen brauchbaren weg dar, um
erst einmal "in die Pötte" zu kommen.

All das findest Du jetzt auch im LogFile. Einfach alles in einen Texteditor kopieren, etwas modifizieren als bewehrung.mac abspeichern und schon hast Du ein Macro.
Das ganze kann man dann auch noch interaktiv gestalten, dass z.B. nur noch neue Abmaße eingegeben werden müssen.

>>Solution is done!

 

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Gut geantwortet horval, aber ob das etwas für einen Anfänger ist?

Die Geometrie ließe sich auch mit der block-Anweisung für einen Anfänger einfacher generieren.
Wichtiger erscheint mir die Klärung der Quelle für die Wärme (Strahlung, Reibung an der Fahrbahndecke, Erdwärme bei Frost) und deren Ungleichförmigkeit.
Aus der Zielstellung für die Berechnung ergibt sich dann, ob es überhapt ein dreidimensionales Modell sein muss.
(Eigentlich könnte das in erster Näherung auch nur ein eindimensionales Modell erfordern.)

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Vielen Dank für die Antwort, ich werde gleich einen Versuch starten und das ausprobieren, was Sie mir geschrieben haben.

Naja, die genaue Aufgabenstellung fehlt mir noch, aber ich soll in die Bewehrung Wärme einleiten und überprüfen, ob die hohe Wärmeleitfähigkeit von Stahl, die Wärme ausreichend weiterleitet. Dabei soll ich die klimatischen Einflüsse berücksichtigen,d.h Sonnenstrahlung, Schnee, Regen etc....

Ich bin für jede Antwort sehr dankbar, auch für unterschiedliche Lösungswege....

Noch einmal vielen Dank!!!!!!!

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Hallo,

habe versucht das Beispiel zu verstehen, leider war der Erfolg eher gering….Folgendes habe ich bis jetzt durchgeführt.
1. Flaeche (1) 100 X 100 [mm] oder 0.1 x 0.1 [m] erstellen
/prep7
Rect,0,100,0,100
2. Flaeche (1) in X-Richtung 20x kopieren {AGEN,20,...}
Agen,20,1,,1,100
3. Flaechen (1-20) in Y-Richtung 10x kopieren {AGEN,10,...}
Agen,10,1,20,1,,100
4. Flaechen verbinden {AGLUE,ALL}
5. Elementtypen + REAL CONSTANT festlegen
5.1 Bewehrung: LINK33, REAL CONSTANT (Flaeche)
Et,1,link33
R,1,19.63495
5.2 Beton: SOLID5
Et,2,solid5
6. Materialeigenschaften für Beton + Bewehrung festlegen
Mp,kxx,1,2.1
Mp,kyy,1,2.1
Mp,kzz,1,2.1
Mp,kxx,2,50
Mp,kyy,2,50
Mp,kzz,2,50

7. Fuer ALLE Linien mit {LESIZE,ALL,,,1} die Elementgroeße bestimmen
LESIZE,ALL,,,1
Ab Punkt 8 weiß ich nicht mehr weiter, wo wird eigentlich die Bewehrung erstellt, und wie gibt man den Abstand der Bewehrung von der Unterkante der Betondecke an, aus dem oben genannten Beispiel kann ich das leider nicht nachvollziehen , bin eben ein Anfänger.

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Wie und vor allem wo kommt die Wärme in die Bewehrung.
Einen technischen Hintergrund kann ich mir bisher kaum vorstellen.
(Oder soll die Fahrbahn durch elektrische Widerstandserwärmung aufgeheizt werden?)

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Achtung !

Die Einheiten sind falsch! Kxx für Beton bzw. Stahl sind 2.1 und 50 [W/mK]
Die geometrischen Daten sind aber in [mm] eingegeben.

Und nun zur Frage.
Die Bewehrung wird in (8) erstellt. Im Menue>Plot>Lines werden die 200 Flächen ausgeblendet und die sichtbaren Linien
stellen die Baustahlmatte dar. Wenn man diesen Linien jetzt Elementeigenschaften zuweist, dann ist die Bewehrung schon fertig.
(Die Flaechengenerierung ist nur eine Hilfsmaßnahme, um die Linien und später das Betonvolumen zu erzeugen.)

Alle Linien (Bewehrung) und Flaechen liegen jetzt auf der Koordinate (Z=0). Die Schritte 9.1 und 9.2 bestimmen dann die relative Lage der Baustahlmatte innerhalb des Betonvolumens.
Deshalb werden diese Flächen bei (Z=0) in 9.1 in Richtung (-Z) um 0.04 [m] extrudiert (unteres Betonvolumen). In 9.2 werden diese Flächen dann in Richtung(+Z) (oberes Betonvolumen) um 0.06 [m] extrudiert. Es wird also nicht der Abstand der Bewehrung zur Unterkante der Betondecke angegeben, sondern der Abstand der Betondecke (Oberkante, Unterkante) zur Bewehrung.
Damit kann man dann schnell die Dicke der Betondecke variieren, ohne die Baustahlmatte verändern zu müssen.

kapiert?

Thorwald

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Hallo, also jetzt habe ich folgendes durchgeführt und auch einigermaßen verstanden. Bin mir nicht sicher, ob ich Punkt 8 richtig durchgeführt habe, denn woher weiß das Programm, dass nur die inneren Linien vernetzt werden sollen, muss ich sie dafür selektieren??Wie funktioniert das? Ist das latt-Befehl unten richtig? Bei der Erstellung des Betonvolumens (9) hatte ich auch Probleme, bei dem Erstellen des ersten Volumens (z= -0.04) ging es noch, weil ich dort in dem Befehl „vext“ einfach alle 200 Flächen extrudiert habe, so wie Du beschrieben hast. Bei dem Volumen z=0.06 wußte ich nicht genau wie ich jetzt diese 200 Flächen extrudieren soll, denn wenn ich den Befehl :“ vext,all,,,,,0.06“ eingegeben habe, habe ich eine Fehlermeldung bekommen  A volume with zero volume could be created by VEXT command. Command ignored.
Deswegen habe ich versucht die Fläche mit dem asel Befehl zu selektieren, war das richtig?
Wie kann ich die koinzidente Knoten (12) eliminieren, reicht das aus, wenn ich nur das aufschreibe, was Du geschrieben hast? Wie deute ich das Programm darauf hin, dass diese Knoten bei der z=0 Achse sind??? Wie lösche ich die Flächen aus 4???

Vielen lieben Dank für die Hilfe, für einen Anfänger ist das wirklich nicht ganz leicht mit Ansys zu arbeiten….. Kannst Du mir vielleicht noch andere Lösungswege zur Erstellung solch einer Fahrdecke aufschreiben, wäre wirklich super…. Ich habe versucht erst einen Block zu erstellen und dann mit Hilfe von dem cylind-Befehl, erst einen Stab zu erstellen, aber das ging schief, denn mein Stab war in der unteren Ecke des Quaders und ich weiß nicht, wie man die Sachen verschieben kann und so, also danke noch einmal für die Hilfe.

Ach ja worauf sollte man bei der Elementtypwahl achten?

Gruß
Anna

1.
/prep7
rect,0,0.1,0,0.1 !Flaeche (1) 0.1 x 0.1 [m] erstellen
2.
agen,20,1,,1,0.1 !Flaeche (1) in x-Richtung 20x kopieren
3.
agen,10,1,20,1,,0.1 !Flaechen (1-20) in y-Richtung 10x kopieren
4.
aglue,all !Flaechen verbinden

5.
!Elementtyp
et,1,link33 !Bewehrung
r,1,1.96e-5 !Real Constat, Querschnittsflaeche der Bewehrung
et,2,solid5 !Beton

6.
!Materialeigenschaften
mp,kxx,1,2.1 !Waermeleitfähigkeit für Beton
mp,kyy,1,2.1
mp,kzz,1,2.1
mp,kxx,2,50 !Waermeleitfähigkeit für Stahl
mp,kyy,2,50
mp,kzz,2,50

7.
lesize,all,,,1
8.
latt,2,1,1 !alle inneren Linien mit {latt}+{lmesh} link33 vernetzen
lmesh,all
9.
vext,all,,,,,-0.04
asel,s,loc,z
vext,all,,,,,0.06
vglue,all
10.
lesize,all,,,1
vatt,1,,2
11.
vmesh,all
12.
nummrg,nodes
13
???

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Hallo Wosch,

genau weiß ich es auch noch nicht, das kommt aber noch, erst sollte ich einfach versuchen ein sinnvolles Modell zu erstellen.

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Wie kann man ein (sinnvolles) Modell erstellen, von dem man nicht weiß, was es können soll?
(Ein reales Objekt hat unendlich viele Eigenschaften. Das Modell abstrahiert auf die für die Untersuchung wesentlichen Eigenschaften. Dabei ist wesentlich relativ ohne subjektiv zu sein.)
Wenn klar ist, wie die Wärme in die Bewehrung kommt, mache ich einen Vorschlag. Vorher hat es keinen Sinn.

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Hallo Wosch,

zuerst soll ich aber ein Modell erstellen, mit dem ich einfach nur die Temperaturverteilung in einer Fahrbahndecke mit Bewehrung überprüfe. Dabei soll ich die Decke mit Schnee, Strahlung bzw. der Erdwärme belasten. Es soll noch keine Einleitung von Wärme in die Bewehrung erfolgen...wäre super wenn Du mir trotzdem helfen würdest. Mit den Sachen kann man doch bestimmt schon was machen, und dadurch lerne ich ja dazu, also bitte hilft mir weiter

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picker.jpg

Anna,

ich habe bewußt den Umweg über die Flaechen gewählt, damit es bei der Elementzuweisung der Bewehrung nicht viel zu selektieren gibt.
Die inneren Linien kann man nämlich ganz einfach und schnell mit dem "Picker" auswählen. --> siehe Bild
Wenn man dort das Feld "Box" aktiviert kann man mit zwei Mausklicks alle inneren Linien selektieren.
Du hast jetzt alle Linien gewählt, was aber auch nicht so tragisch ist. Dann ist die Stahlmatte halt ein bisserl größer.

Der Weg für die Volumenerzeugung in Richtung (+Z) ist richtig. Hatte ich vorausgesetzt, dass Du das weiß mit ASEL.
Du hast aber vergessen, die Selektion der Flaechen bei Z=0 wieder aufzuheben. {ALLSEL} oder oben im utility menu: Select > Everything

Ich schlage Dir vor, mal über Main Menu > Preprocessor > Meshing > MeshTool zu gehen. Da hast Du dann zentral alle Zugriffe auf die Vernetzung und Elementerzeugung.

Bei NUMMRG muß es allerdings NODE und nicht nodes heißen. Den Befehl NUMMRG,NODE kann man eigentlich immer ausführen, da in vielen Fällen koinzidente Knoten nichts zu suchen haben. (Es gibt aber auch Ausnahmen)

Die 200 Flaechen bei (Z=0) können mit {ADELE;ALL} oder Main Menu > Preprozessor > Modeling > Delete > Area and Below gelöscht werden.Im "Picker" dann "Pick All" auswählen.

Wahrscheinlich gibt es dann eine Warnmeldung, die aber ignoriert werden kann, da Flächen die mit Elementeigenschaften verknüpft sind nicht gelöscht werden können.

Die Sache mit dem Block und dem Stab (CYLIN) würde ich erst einmal wieder vergessen. Das kann ziemlich kompliziert werden. Es gibt auch
noch sehr viele Möglichkeiten, so eine Aufgabe in ANSYS anzupacken. Wenn es aber um komplizierte Bewehrungspläne geht, dann halte ich persönlich den Umweg über die Flaechen am geeignetsten.

Ich habe auch noch mal Band 3: Temperaturfelder rausgekramt; da stehen ja einige Beispiele, wie thermische Lasten auf ein Modell aufgebracht werden können.

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fahrbahn_1.txt

Im anhängenden Quelltext wird zum Zeitpunkt null eine Fahrbahn dem Frost ausgesetzt.
- Die Fahrbahn besteht aus einer Schicht Beton, einer Schicht Unterbau und einer Schicht gewachsenem Boden.
- Die Oberfläche der Fahrbahn wird willkürlich in die x-z-Ebene gelegt
- Die Tiefe nach unten hin liegt auf den negativen y-Achse
- Das Problem ist an sich eindimensional, wird hier im Vorgriff auf Erweiterungen mit einem Volumenelement modelliert.
- Da ich die notwendigen Materialeigenschaften nicht kenne, habe ich irgendwelche angenommen.
- Bei diesem Problem hat die Bewehrung einen so geringen Einfluss, dass sie aus der Betrachtung heraus gelassen werden kann.

[Diese Nachricht wurde von wosch am 22. Feb. 2005 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von wosch am 22. Feb. 2005 editiert.]

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Hallo Thorwald,

die nächsten Fragen folgen , danke für Deine Geduld….
Nach dem Erstellen der 200 Flächen, benutze ich die Linien dieser Flächen zur Herstellung der Bewehrung, oder. Aber wenn ich sie dann zum Schluss lösche, bleibt die Bewehrung dann erhalten? Wahrscheinlich ist das alles gar nicht so schwer, aber irgendwie kann ich mir das nicht richtig vorstellen und deswegen frage ich auch so viel nach.

Ich habe versucht diese 200 Flächen zu löschen in dem ich sie zuerst mit {asel} selektiert habe und dann mit {adele,all} löschen wollte, aber ich glaube es hat nicht funktioniert, also erstens kamen ca. Warnmeldungen und im Output Fenster steht „deleted 0 areas“….  Ist es möglich diese Fehler umzugehen, denn wenn ich dafür ein Macro erstellen soll, dann müsste ich die „ganze“ Zeit auf ok drücken.

Auch noch eine Frage zu dem Selektieren der inneren Linien, ich habe es mit dem Picker ausprobiert und es klappt wirklich sehr gut, aber jetz habe ich wieder das selbe Problem wie oben, ich soll ein Macro dafür schreiben und da wird das mit dem Picker wohl nicht funktionieren.

Gruß Anna

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Hallo Wosch,

jetzt versuche ich mich auch mal an Deinem Quelltext . Auch für Deine Unterstützung möchte ich Dir danken.

Gruß Anna

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Hallo Wosch,

jetzt habe ich auch an Dich eine Frage ( jetzt nur eine, später kommen vielleicht noch mehr). Warum hat jede Schicht, egal welche das ist bei der Materialdefinition die Nummer 1, ist das ein Tippfehler oder ist das richtig so, werden diese Materialeigenschaften dann nicht überschrieben, so dass zum Schluss nur noch die Materialeigenschaften von dem Boden übrig bleiben?

Gruß Anna

Hallo Thorwald,

der Typ SOLID5 eignet sich doch nicht für die Enthalpie, oder? Wenn ich diese brauchen würde, kann ich einfach nur einen anderen Elementtyp wählen und die anderen Sachen so lassen wie sie bis jetzt sind?

Gruß Anna

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Vielen Dank für den Hinweis
Natürlich muss jedes Material seine eigene Nummer haben.
Ich habe das im Quelltext korrigiert.

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Asche auf mein Haupt !

Das mit den Flächen (13) ist natürlich falsch. Sie können nicht gelöscht werden, da sie mit den Volumina assoziiert sind.
(Hab dort was mit Shell->Solid verwechselt)
Sorry for the confusion.

Letztlich ist es aber auch egal, wieviele geometrische entities im Modell vorhanden sind. Du kannst die Fahrbahndecken
aller deutschen Autobahnen modellieren und nur die Betondecke einer Hinterhofeinfahrt in Kreuzberg vernetzen.
Der Solver "sieht" später nur die Elemente.
Es ist auch so, dass alle geometrischen Größen die einmal mit Elementen assoziiert sind nicht mehr gelöscht werden können.
Ganz egal ob Linien, Flaechen oder Volumina.

Das mit dem "Picker" und den Macros ist richtig. Ist aber trotzdem nicht das ganz große Problem, da man "GUI-Aktivitäten" im LogFile schnell ausfindig machen kann.
Da findet man dann ein "P51X" was auch nachträglich modifiziert werden kann.

Vielleicht baust Du erst einmal ein funktionierendes Modell und "spielst" erst einmal mit verschiedenen Parametern und Elementen bevor Du an das Macro denkst.

Michael Ende ist tot; es lebe die Unendliche Geschichte!
Anna needs HELP
Stichwort: Elements

This way: HELP -> ANSYS Element Reference -> Element Characteristics -> Element Classifications
Unter Thermal Solid oder Coupled-Field findest Du verschiedene Elementtypen die es auszuwählen gilt.

z.B. Coupled-Field >> SOLID5
Deine Frage nach Enthalpie oder Nicht-Enthalpie findest Du im SOLID5 Input Summary unter Material Properties beantwortet.
ENTH ?  YES!

Have a nice day!

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Hallo, ich habe noch eine Frage, bevor ich mit den Randbedingungen anfange, muß ich doch wissen wie das Alles mit der Strahlung, dem Schnee usw. funktioniert. Habt Ihr eine Idee wo man das nachlesen kann, es wäre wirklich sehr hilfreich, naja wenn nicht, dann versuche ich das mal bei meinem Betreuer, vielleicht kann er mir ja helfen.

Und Euch Danke ich wirklich und hoffe, dass Ihr mir auch bei meinen weiteren Problemem helfen werdet.

Schönen Tag noch
Anna

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Wenn in meinem Quelltext der Abschnittt Lasten durch folgenden ersetzt wird, erhält man schon mal die Verhältnisse für einen plötzlichen Frosteinbruch (Berechnung über Konvektion)

Code:

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!------Lasten-------------------------
tumg=8          !Umgebungstemperatur
tkalt=-12
tunif,tumg
nsel,s,loc,y,0  !Knoten an der Oberfläche
alfa=100        !Wärmeübergangszahl
sf,all,conv,alfa,tkalt
nsel,s,loc,y,-bedi-undi-bodi  !Knoten unten (Erdwärme)
d,all,temp,tumg

---

Danach lässt sich auch die Wiedererwärmung durch Erdwärme berechnen.
Zur Berücksichtigung der Strahlung findet man Anregungen in der Hilfe.
Aber viel einfacher lässt sie sich in erster Näherung berücksichtigen durch Einleitung eines Wärmestromes in die Oberfläche (Größenordnung: 1 kW/(m*m) bei Sonneneinstrahlung unter 90°, 200 W/(m*m) bei bewölktem Himmel)

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Hallo Wosch,

ich bin es noch einmal. Sag mal, ich habe das jetzt bei den Aufgaben, die ich so ein bisschen durchgearbeitet habe gesehen, dass diese Lasten bzw. Randbedingungen immer in dem Lösungsabschnitt geschrieben worden sind. Du hast sie in dem Preprocessing eingefügt, ist beides richtig, oder habe ich wieder etwas übersehen?

Gruß Anna

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Hallo Wosch,

cool, danke schön für die Sachen. Ich habe mich den ganzen Abend damit beschäftigt. Das was ich Dich vorher gefragt habe ( Lasten in Solution eintragen) hat sich auch geklärt, habe es einfach ausprobiert.
Zu dem zweiten Beispiel mit dem plötzlichen Frosteinbruch hätte ich noch ne Frage. Irgendwie verstehe ich das mit der Umgebungstemperatur tumg und tkalt nicht. Ich stelle mir da nämlich eine Wand vor die Lufttemperatur wäre tkalt und die Wärmeübergangszahl für den Wärmeübergang zwischen der Luft und der Wand wäre alfa, aber was passiert mit der Umgebungstemperatur oder ist die Lufttemperatur die Umgebungstemperatur? Ich begreife es nicht!
Auf jeden Fall merke ich, dass die Umgebungstemperatur eine Wirkung auf die Temperatur auf der Oberfläche hat, wenn ich die Umgebungstemperatur wegnehme, sinkt die Oberflächentemperatur und wenn ich sie behalte dann steigt sie. Aber den Zusammenhang erkenne ich leider nicht…..Ich hoffe, dass Du mich hier verstanden hast, es ist schon spät…

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"Umgebungstemperatur" ist vielleicht kein besonders glücklicher Bezeichner. Sie wird hier als Temperatur zu Betrachtungsbeginn allen Knoten zugewiesen und außerdem noch als Temperatur des Erdreiches am unteren Ende (Erdwärme) verwendet. "tkalt" ist die Lufttemperatur oberhalb der Fahrbahn.
Hier noch einige Auswertungsmöglichkeiten:
(Um diese ordentlich nutzen zu können, sollte der bisherige Lösungsteil durch folgenden neuen ersetzt werden.

Code:

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!------Lösung-----
allsel
/solution
antype,trans
kbc,1  !keine Rampe
outresr,all,all
time,1e-12
solve
time,zeitende
nsubst,200,200,10
autots,on
solve 

---

Hier eine Möglichkeit, eine Animation zu erstellen:

Code:

---

!----Animation---
/post1
/cont,,9,tkalt,,tumg
schritte=12
*do,i,0,schritte
set,,,,,zeitende/schritte*i+1e-12
plns,temp
*enddo 

---

und hier die Grafik für drei Temperaturen über der Zeit

Code:

---

!---Darstellung als Funktion der Zeit-----
/post26
nsol,2,node(0,      0,0),temp,,Beton Oben
nsol,3,node(0,-bedi/2,0),temp,,Beton Mitte
nsol,4,node(0,-bedi/1,0),temp,,Beton Unten
/axlab,y,Temperatur [C]
plvar,2,3,4 

---

und hier eine Animation für die Temperatur als Funktion des Ortes (der Tiefe)

Code:

---

!---Darstellung als Funktion des Ortes----
/post1
path,Pfad,2
ppath,1,,0,              0,0
ppath,2,,0,-bedi-undi-bodi,0
/axlab,y,Temperatur [C]
/yrange,tkalt,tumg
schritte=12
*do,i,0,schritte
set,,,,,zeitende/schritte*i+1e-12
pdef,temperatur,temp
plpath,temperatur
/wait,0.2
*enddo 

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Hallo Wosch,

ich mache mir jetzt schon den ganzen Abend Gedanken über „tumg“. Am Anfang der Betrachtung weisen wir tumg allen Knoten zu, warum wird tumg aber auch noch für die Erdwärme benutzt mit {tunif,tumg}wurde das doch schon allen Knoten zugewiesen. Warum wird das doppelt gemacht. Je länger ich darüber nachdenke, desto weniger verstehe ich :-(

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Die Zuweisung von tumg mit "tunif" erfolgt vor Rechnungsbeginn an alle Knoten für die Temperatur (Anfangswert, Startwert). Die Knotentemperaturen werden während der Berechnung verändert.
Die Zuweisung mit "d" hält den Freiheitgrad Temperatur für die gesamte Berechnungsdauer fest (Erdwärme).
Das muss nicht der gleiche Wert sein, ist aber hier sinnvoll.

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Bodenfeuchte.jpg

nur für den Fall, dass....

Die Anfangsbedingung (tumg) ist eine willkürliche Festlegung - praktisch eine thermische Momentanaufnahme des betrachteten Bodenvolumens vor dem Kälteeinbruch. Man könnte auch zum Zeitpunkt T=0 ein Thermoelement in den Boden schieben und beispielsweise alle 5 [cm] die Temperatur ablesen.
Dieses Temperaturprofil könnte man dann auch dem entsprechenden Modellvolumen als Anfangsbedingung zuweisen.

Neben den Anfangsbedingungen gibt es aber auch Randbedingungen - oben und unten. Die 4 seitlichen Randbedingungen müssen hier nicht vergeben werden.Das geschieht in diesem Fall automatisch durch das Programm. Die nähere Umgebung in X- und Z-Richtung hat die gleiche Temperatur.(dT/dx = dT/dz = 0; adiabatisch)
Die obere Randbedingung zum Zeitpunkt  (t>0) lautet: schneller Frosteinbruch = -tkalt. Wenn jetzt auf der Fahrbahn ein Tanklastzug
mit flüssigem Stickstoff verunglückt und ausläuft, wird es natürlich kälter (-196°C) und auch ein bisserl komplizierter.
Die untere Temperatur zum Zeitpunkt des Frosteinbruchs ist eine Sekunde vor dem Frosteinbruch und eine Sekunde nach dem Frosteinbruch unverändert. Das dauert schon eine Weile bis es in der Tiefe Auswirkungen hat. Selbst im kalten sibirischen Winter hat man nach 4 Wochen in 30 [m] Tiefe keine Temperaturabsenkung mehr.
In dem Beispiel von Mr.Wosch wird ein Zeitintervall von nur 4 Stunden betrachtet. Da kann man davon ausgehen, dass es innerhalb dieser kurzen Zeit keine Temperaturveränderung gibt. Daher ist es sinnvoll diese Temperatur beizubehalten.
Würde man jetzt das Zeitintervall von 4 Stunden auf 4 Wochen ausweiten, dann wäre diese Festlegung nicht mehr sinnvoll.

Und da Du ja jetzt schon fit bist, kannst Du schon den nächsten Schritt machen. Den Feuchtegehalt des Bodens einbeziehen. Mit mass71 kann man
verschiedenen Bereichen schnell einen bestimmten Wassergehalt zuweisen.

Viel Vergnügen

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Vielen Dank für Eure Geduld. Mitlerweile weiß ich auch, wie die Wärme in die Bewehrung kommen soll. Also ich soll sie entweder als Wärmestrom angeben, oder als Temperatur, aber ich denke dafür muß ich erst noch die anderen Sachen etwas besser verstehen.

Es wäre aber schön, wenn Ihr vielleicht noch einige Anregungen wie man noch diese Bewehrung mit Macros machen könnte. Mein Betreuer hat gesagt, dass man die Bewehrung vorher schon im Modell erstellen kann, und dass man sie aber am Anfang ausschatlen kann. Leider konnte er mir nicht sagen, wie man das durchführt, weil er sich mit Ansys noch nicht befasst hat.

Euch wünsche ich noch einen schönen Abend, oder einen schönen Tag, wenn Ihr das morgen liest.

Gruß Anna

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bew_boden.txt

Die Bewehrung ist bei Wosch`em Modell ganz einfach und habe das Modell mal um die Bewehrung ergänzt.
Ich gehe mal davon aus, nicht die Urheberrechte von Mr.Wosch verletzt zu haben.

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fahrbahn_2D.txt

(Es ist nicht ganz einfach, wenn man einen Betreuer hat, der vom Studenten mehr verlangt, als er selber kann. Aber diese Tendenz scheint zuzunehmen.)
Natürlich kann man einfach eine Temperatur oder einen Wärmestrom vorgeben und dann mit ANSYS rechnen. Sinnvoll wird das aber nur, wenn eine solche Vorgabe technisch auch realisierbar ist. Deshalb findet sich im Anhang ein Quelltext, der die Wärme durch elektrische Widerstandsheizung in die Bewehrung bringt.
Dazu war es erforderlich, zu einer zweidimensionalen Betrachtung überzugehen.
Es ist sinnvoll, die einzelnen Erscheinungen erst getrennt zu betrachten und erst danach zu kombinieren. Deshalb ist in dem Quelltext nur die Erwärmung durch den elektrischen Strom aktiviert.
(Es ist nicht sinnvoll, vordergründig irgendetwas in Makros kleiden zu wollen, nur um den Hinweisen eines .. Betreuers nachzukommen.)

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Hallo Wosch,

bei den Versuchen soll die Bewehrung Mithilfe einer Heizpatrone erwärmt werden. Eine andere Lösung soll sein, dass man Wasser hochpumpt und das dann irgendwie in Wärmestrom umgewandelt wird, genau weiß ich es nicht, aber es soll technisch realisierbar sein :-)

Schöne Wochenende wünscht Euch Anna

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betonklotz.jpg bewehrung_3D.txt

Selbst wenn es gelänge, die Temperatur an der Stirnseite eines Bewehrungsstabes konstant zu halten (z.B. 90°), kann man damit kaum den Beton aufheizen. Das Bild zeigt die Temperaturverteilung nach einer Stunde für einen Betonklotz mit 200 mm Kantenlänge.
Um zu dieser Erkenntnis zu kommen, hätte es nicht ANSYS bedurft, aber die ANSYS-Rechnung zeigt es besonders anschaulich.
Andere Temperaturen und Abmessungen lassen sich mit dem angehängten Quelltext untersuchen.

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Hallo Wosch,

danke dass Du Dir auch am Wochenende Zeit für mein Problem nimmst *freu*. Ich versuche erst die anderen Sachen nachvollzuziehen.  Also dadurch, dass Du mir so viele Quelltexte geschrieben hast, lerne ich ganz neue Befehle lernen und das ist wirklich schön.
Danke und einen schönen Samstag. Gruß Anna

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Hallo Wosch,

ich brauch schon wieder Deine Hilfe. Kannst Du mir sagen was passiert wenn Du das Befehl {vovl,all} benutzt. Hat das was damit zu tun, dass von dem Volumen des Betonblocks die Bewehrung abgezogen wird? Wenn ja, dann habe ich noch eine Frage. Ich habe heute versucht ein Modell zu erstellen, in dem ich die Symmetrie nicht ausgenutzt habe und die Bewehrung quer und längs gelegt habe, aber mit dem Befehl vovl,all hat das nur einmal geklappt , aber warum bloß?
Falls das was ich oben geschrieben habe nicht stimmt, was passiert wenn ich zu dem Volumen von dem Betonblock noch die Bewehrung zeichne, wird dieses Volumen durch das Volumen der Bewehrung ersetzt?
Das habe ich heute ausprobiert und was hältst Du davon?

/prep7
breite=2.5 !Breite Betonblock
dicke=0.2 !Dicke Betonblock
tiefe=1.5 !Tiefe Betonblock
absty=0.05 !Abstand Bewehrung zur Oberflächen
abstx=0.05 !Abstand Längsbewehrung von der Seite
abstz=0.05 !Abstand Querbewehrung
rad=0.0125 !Radius Bewehrung
block,0,breite,0,-dicke,0,tiefe
local,11,0,abstx,-absty
wpcsys,,11
cylind,0,rad,0,tiefe,0,360
csys,0
vgen,13,2,,1,0.2
vovl,all !?????????????? hier funktioniert das,aber was            passiert hier
local,22,0,0,-absty-rad-rad,abstz,,,90
wpcsys,,22
cylind,0,rad,0,breite,0,360
csys,0
vgen,8,1,,1,,,0.2
vovl,all !?????? hier funktioniert es nicht :-(

Ach ja, warum hat die Bewehrung in x-Richtung keinen Einfluss bei dem Quelltext fahrbahn_2D.txt und bei der Bewehrung_3D.txt?
Gruß Anna

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Wenn mehrere Volumen generiert werden, kennen sich diese erst einmal nicht. Sie haben alle vollständige Keypoints, Linien und Flächen zu ihrer Definition.
Durch das Überlappen (aber auch Zusammenkleben u.w.) werden neue Volumen generiert, die bespielsweise an ihren Übergängen beiden gemeinsame Flächen haben. Dadurch kennen sich die Volumen (und dann erst ist beispielsweise ein Wärmeübergang nach Vernetzung möglich.)

In dem Modell gibt es Probleme beim zweiten Überlappen, weil sich die Bewehrungsstäbe gerade berühren. Wird der Abstand zwischen beiden Lagen kleiner oder größer gemacht, funktioniert es.
Das Modell ist eine schöne Übung und sicher gut gemacht (das soll ein Lob sein), aber welchem Zweck soll es dienen?
Wie aus meinem letzten Modell ersichtlich, ist es nicht möglich, über die Bewehrung den Beton zu erwärmen. (Es sei denn über elektrische Widerstandserwärmung.)
Deshalb kann für thermische Untersuchungen die Bewehrung auch weggelassen werden.
Die Realität soll im Modell nur so gut abgebildet werden, wie es für die Lösung der Aufgabe erfoderlich ist und nicht so gut wie möglich.
Wenn es einen Grund gibt, das gesamte Gitterwerk zu berücksichtigen, sollte man es mit link-Elementen versuchen.

(Man muss die Realität akzeptieren. Dazu muss man sie sich allerdings klar machen. Der Weg dahin ist oft beschwerlich.)

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Hallo Wosch,

aber warum sagst Du, dass der Betonklotz sich nicht erwärmt, der erwärmt sich doch. Ich denke, dass es nicht darum geht auf der Oberfläche Temperaturen von 10°C zu erreichen, aber Temperaturen über 0°C und das hast Du doch mit Deiner Rechnung geschafft. (siehe Bild (betonklotz):-) )Würde man vielleicht noch die Querbewehrung verlegen, dann müsste das doch auch noch in der Querrichtung besser werden,oder? Naja vielleicht habe ich auch noch nicht genug Erfahrung darüber und kann das auch nicht so gut einschätzen.
Würdest Du mir trotzdem weiterhelfen, auch wenn es Deiner Meinung nach keinen Sinn hat??? Warum sind die Link-Elemente besser? Könnte man nicht einfach den Abstand zwischen den Querstäben und den Längsstäben so klein machen, dass dann dieses Modell welches ich oben mit Mühe hingekriegt habe auch geeignet wäre ??? Wahrscheinlich könnte man das, aber das ich ja nicht der Sinn dieser Aufgabe, naja dann versuche ich das halt irgendwie mit den Link-Elementen.....
Ach ja und Deine Meinung ist mir wichtig, bist wirklich eine große Hilfe, danke schön !!!

Gruß Anna

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Ich bin es noch einmal, was bedeutet eigentlich diese Fehlermeldung? -->
*** WARNING ***  SUPPRESSED MESSAGE    CP=    22.656  TIME= 20:27:05
Brick element 300 has an aspect ratio of 24.66, which exceeds the   
warning limit of 20.

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Hallo Anco,
ich bin kein ANSYS Spezialist, aber Aspect Ratio ist etwas als Verhältnis zwischen längste und kürzte Seite des Elements. Dieses Verhältnis kann Berechnungsgenauigkeit beeinflussen.

Mit freundlichen Grüßen
Daniel Mourek

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Ja, die Vernetzung ist nicht gklücklich. Das erkennt man gut, wenn man das Element selektiert und dann plottet. (Für Testrechnungen kann man aber damit leben. Sonst muss man besser vernetzen.)

Meine globale Empfehlung noch einmal deutlich: Bewehrung aus der Erwärmungsrechnung weglassen.
Sie hat einen zu geringen Einfluss. Das kann man am fertigen Modell dadurch gut erkennen, dass man der Bewehrung die Materialeigenschaften des Betons gibt.

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Ich werde es mir gleich anschauen, wass passiert, wenn ich der Bewehrung die Eigenschaften des Betons gebe. Aber blöd ist, dass das mein Thema ist, ich soll mit Hilfe der Erdwärme die Verkehrsflächen erwärmen und Du gibst mir deutlich zu verstehen, dass das keinen Sinn hat und das ist einwenig ermutigend :-(.... Aber jetzt versuche ich die Eigenschaften zu ändern und dann melde ich mich noch mal...

Gruß Anna

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Das habe ich ja so nicht gesagt. Es hat nur keinen Sinn, sie über die Bewehrung einbringen zu wollen.
(Deshalb habe ich in meiner ersten Meinungsäußerung dazu nach der Zielstellung und der Energiequelle gefragt.)
Etwas ganz anderes ist es, wenn über ein in Rohrleitungen geführtes  Medium (Wasser o.ä.) die Energie in die Fahrbahndecke eingebracht wird. So etwas geht auf jeden Fall. (Nur, ob es bezahlbar wird, ist hier die Frage. Aber das kann ja eine sekundäre Frage sein.)
Für eine solche Aufgabenstellung sollte man die Berechnungsmethodik für Fußbodenheizungen berücksichtigen.

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Ich weiß, dass Du gesagt hast, dass das mit Hilfe der BEwehrung keinen Sinn hat, aber das verstehe ich immer noch nicht ( und ich hoffe, dass ich Dir damit nicht langsam auf die Nerven gehe). Ich habe mir das jetzt angeschaut, ich habe die Eigenschaften der Bewehrung geändert und ich erkenne, dass eine größere Oberfläche die höhere Temperatur erreicht und vielleicht wäre das noch mehr wenn ich auch noch die Querbewehrung verlegen würde? Ich weiß nicht was ich jetzt machen soll, soll ich zu meinem Betreuer und ihm sagen, dass es keinen Sinn hat, die Verkehrsflächen mit Hilfe der Bewehrung aufzuwärmen? Das Problem ist, dass ich einen Unterschied in den Ergebnissen sehe, wenn ich mir den BEtonklotz mit und ohne Bewehrung ansehe.....HILFE!!!!!

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Ist das denn überhaupt möglich, dass in die Bewehrung z.B. 100 W eingespeist werden? (natürlich mit Ansys)

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Wenn die Bewehrung die Eigenschaft von Beton erhält, kann das Erwärmungsverhalten des Betonklotzes nur unwesentlich anders werden.
(Annähernd kugelförmige Wärmeausbreitung)
Deutlich anders wird das, wenn man der Bewehrung die thermischen Eigenschaften von Kupfer gibt.

Ich will mich wiederholen: In die Bewehrung bekommt man nur Wärme durch elektrischen Strom (Siehe Modell fahrbahn_2D.txt). Dazu muss die Energie als Elektroenergie vorhanden sein (Windkraftwerk).
Hier dient die Bewehrung als Wärmequelle. (setzt elektrische in Wärme-Energie um.)

Die Erdwärme liegt aber als thermische Energie vor. Mit ihr kann ich ein Kältemittel (Wasser mit Glykol) erwärmen, an die Erdoberfläche pumpen und durch mäanderförmige Rohrleitungen (PE-Rohr oder rostfreier Stahl) im Beton schicken, die die Fahrbahn aufheizen. Dann kann das Kältemittel im Kreislauf zurückfließen. Ob dabei noch eine Bewehrung im Beton liegt, spielt kaum eine Rolle.

Mit ANSYS geht alles, aber man sollte nur physikalisch Machbares rechnen.

Man darf einem Betreuer keine gewonnenen (für den Betreuer unliebsamen) Erkenntnisse an den Kopf werfen, sondern muss ihm eine hieb- und stichfeste Berechnung (in Form eines Zwischenberichts) vorlegen, aus deren Ergebnis er selbst zu der Erkenntnis kommen kann.

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Hallo

Könnte mir vielleicht jemand sagen wie ich eine instationäre Berechnung durchführen kann. Ich möchte zwei .dat Dateien erstellen in der einen Datei soll die Zeit aufgeschrieben werden, also z.b. 1 – 24 Stunden und in der anderen Datei soll die zugehörige Temperatur aufgelistet werden, aber wie füge ich dieses in mein Quelltext ein??
Ach ja und ich wollte noch gerne wissen, wie ich die Grafiken, die als Lösung dargestellt worden sind speichern kann.

Gruß Anna

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Eine transiente Berechnung ist eine instationäre Berechnung.

Wenn der Temperaturverlauf an einem Konten abgespeichert werden soll, muss die Nummer des Knotens ermittelt werden:
k_nummer=node(x,y,z)
Dann kann im Zeitprozessor die Temperatur dieses Knotens über der Zeit dargestellt werden:  (siehe mein Beitrag hier vom 23.2.)
/post26
nsol,2,k_nummer,temp
plvar,2
Die letzte Anweisung (plot variable) plottet eine Grafik auf den Bildschirm.
Wird sie in
prvar,2
abgewandelt (print variable), schreibt sie eine Datei (Tabelle) auf den Bildschirm, die sich abspeichern lässt.

Die auf den Bildschirm gebrachten Grafiken schreibt man z.B. so in eine Datei: Utility Menu
PlotCtrls
Redirect Plots
To JPEG File...
(Die Automatisierung dieser Vorgänge ist möglich)

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Hallo Wosch,

ich habe noch mal ne Frage, kannst Du mir vielleicht einen Tip geben wie man so einen Gitterwerk (Bewehrung) mit link-Elementen darstellt. Ich habe es heute versucht, aber es ist mir nicht gelungen. Ich habe mir noch einmal die Sachen von Horval angesehen, da verstehe ich etwas nicht…. In dem Quelltext wird die Querschnittsfläche der Bewehrung definiert, diesen ordnet man den inneren Linien zu. Woran kann man erkenne, dass die Linien jetzt einen neuen Querschnitt haben und rund sind?

Ich habe folgendes gemacht :

/prep7
Et,1,link32
R,1,5
R,2,10
Mp,kxx,1,40
N,1
N,2,10
N,3,50
E,1,2
E,2,3
Emod,2,real,2

Bei diesem Beispel ist die Querschnittsfläche ein Quadrat und kein Kreis, warum???

Gruß Anna

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Hallo Wosch,

danke wie immer für Deine Hilfe, hat mich sehr viel weiter gebracht, aber ich merke, dass Ansys doch nicht so einfach ist :-(

Was muss ich tun, wenn ich meine Oberfläche mit Temperaturen belasten will, die abhängig von der Zeit sind. Da muß ich doch eine dat-Datei erstellen bzw. 2 Dateien, die ich dann irgendwie einlesen muß, aber wie funktioniert das?
O man, ich habe so viele Fragen...., gibt es vielleicht noch irgendwelche Bücher, die man sich besorgen sollte,damit man Ansys besser versteht?

Gruß Anna

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Hallo Wosch,

sag mal, kannst Du mir vielleicht noch erklären, wann man die Link-Elemente benutzen sollte. Horval hat Dein Quelltext mit Link33 erweitert (bew_boden.txt). Du hast in dem Quelltext „bewehrung_3D“ nur solid69 benutzt, warum???

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link32 ist im Gegensatz zu link33 ein zweidimensionales Element und für 2D-Berechnungen vorgesehen.
Link-Elemente sind linienhaft und sie haben demzufolge keinen Querschnitt. Nur ihren Eigenschaften (hier z.B. den thermischen Eigenschaften) wird ein rechnerischer Querschnitt zugeordnet. Bei der Benutzung von link-Elementen kommt man mit geringerer Elementanzahl gegenüber der Verwendung von Volumen-Elementen aus. (spart Rechenzeit und Speicherplatz) Erscheinungen in der Nähe der realen Oberfläche eines Stabes würden sich aber nur mit Volumen-Elementen beschreiben lassen. Die Aufgabe bestimmt bestimmt also die Ausführung des Modells.
Ein Modell muss nur so gut sein, wie nötig, nicht wie möglich.
Es wäre nicht gerecht, ANSYS die Schuld für unzureichendes Verständnis der physikalischen Vorgänge zuschieben zu wollen.
Die Vorgabe der Temperatur als Funktion von Ort und Zeit ist sicher über eine externe Datei möglich. Aber es ist viel einfacher, sie in Form einer Gleichung zu formulieren. Wenn ich weiß, welche Abhängigkeit in etwa vorliegen soll, kann ich ja dafür mal einen Vorschlag machen.

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