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Solid62.txt

Hallo Ansys Experten !

Ich bin gerade dabei eine Diplomarbeit über leitfähige Elastomere
zu schreiben und möchte auch eine FEM Simulation zu dem Thema
versuchen. Könnte mir Jemand sagen, ob es in Ansys Elemente gibt,
die sowohl elastische Eigenschaften als auch elektrische abbilden
können? Ich habe bisher solid5 und 98 ausprobiert mit denen die
elektrischen Größen simulierbar sind aber keine elastische Verformung. Solid 62 hat zwar elektr. und mechan Freiheitsgrade und eine elast. Verformungsoption  ist aber eher ein magnetisches Element. Mit Solid 62 gibt es die Option TB,Melas für elastische Fließkurven aber das Element streikt bei den el. Berechnungen. Wäre über nen Tip echt dankbar. Die solid62 Datei habe ich mal mitgeschickt.

MfG Stephan Rothstock (TU-Ilmenau)

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SR

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Siehe in der Hilfe unter
"Coupled-Field Analysis Guide"

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eine sequentielle Kopplung zwischen SOLID45/92/95 auf der mechanischen Seite und SOLID69/98 auf der elektrisch-thermischen sollte ok sein - sofern TB,MELAS fuer kleinere Dehnungen als Materialgesetz ausreicht.

Wenn TB,HYPER fuer Elastomerdehnungen erforderlich ist, gibt's erst einmal (Standardeinsatz nach User Guides) kein kompatibles Element auf der mechanischen Seite.

D.h. Supportfrage - ob die mittels LDREAD in mech. Analyse einzulesende Temperatur-Bodyload (sequentielle Analyse) auch auf bspw SOLID185  (TB, HYPER Faehigkeit) aufbringbar ist, korrekte mechanische Analyse/ergebnisse ermoeglicht. Ggf gibt's da einen Trick - wenn ja, lassen Sie's das Forum bitte auch wissen.

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Gruesse,
Frank Exius

IFE Deutschland
Mo-Fr 9:00-18:00 Uhr durchgaengig
Dienstleistung in ANSYS ife-ansys.de
Simulation Berechnung FEM Digital Prototyping

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Hallo !

Also ich bin langsam kein Freund mehr von Ansys. Immer wenns mal um Multiphysikalische Probleme geht (und daraus besteht nunmal eine Ingenieursarbeit)wird der Aufwand gigantisch und unüberschaubar. Ich habe mir den Coupled Field Analysys Guide angeschaut und zwar mehrfach. Wo bitteschön soll da ein Lasttransfer von mechanischen Kräften in eine elektrische Umgebung möglich sein? Elektrische Größen in eine mechanische Umgebung übergeben ja aber umgekehrt? Einzige Zeile, die ich nicht deuten kann ist:  Reaction loads from any analysis [REAC] become Force loads on any analysis. Was sind Reaction Forces? Kann man darunter auch elektrische Größen verstehen die dann in eine mechanische Umgebung importiert werden?

Grüße Stephan

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SR

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[Updated 14:00 Uhr]
wer wird den gleich in die Luft gehen, greife lieber zur ..

Reaction Forces entstehen aus Knotenlasten,
welche aus konzentrierten Modellasten, Flaechen- oder/und volumetrischen Lasten resultieren:
in der Mechanik Kraft/Moment, elektrisch bspw Strom, thermisch bspw Waermefluss usw.

Das Lasttransfer von mechanischen Kräften in eine elektrische Umgebung möglich sei hat keiner gesagt.

Habe mir nach Ihrem letzten Beitrag den Input angeschaut - es soll offenbar die mech. Deformation als Groesse in die elektrische Analyse einfliessen Widerstand=f(Geometrie). Nicht die Strom bedingte Erwaermung in die mech.Analyse (therm.induzierte mech.Spannungen).

Fuer diesen Fall siehe, Ihr eigener Beitrag:
http://ww3.cad.de/foren/ubb/Forum101/HTML/000606.shtml

dort Loesungsvorschlag von wosch - welchen man noch in eine *DO *ENDDO Schleife packen kann (beinhaltend ANTYPE,,REST) falls einen Zwischenergebnisse elektrische Analyse auf dem Weg zur max. mech.Verformung interessieren.

Eine direkte Kopplung wie auch eine sequentielle ist hier nicht indiziert, da hier kein Lasttransfer sondern ein reiner 'Geometrietransfer' Richtung elektr.Analyse angestrebt ist, in diesem Fall fuer einen fuer beide Analysetypen gleichen raeumlichen Bereich.

Es gibt in ANSYS natuerlich die Moeglichkeit (Coupled-Field Analysis Guide) Wirkung strukturmechanische Geometrieveraenderung (durch Lasttransfer) auf das Verhalten des angekoppelten nicht-strukturmechanischen Feld/Analyseproblems zu beruecksichtigen (u.a. Kopplung Fluid-Struktur oder elektrostatische-Strukturkopplung).

Aber fuer den gegebenen Anwendungsfall (wenn ich diesen recht verstanden habe) besteht keine nicht-strukturmechanisch induzierte Geometrieaenderung, ist kein Lasttransfer erforderlich.

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Gruesse,
Frank Exius

IFE Deutschland
Mo-Fr 9:00-18:00 Uhr durchgaengig
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Hallo Stefan,

ich bin ein in der Praxis tätiger beratender Berechnungsingenieur,gebe auch als Gast-Dozent Vorlesungen an einer Fachhochschule. Erlaube mir einen Kommentar, der mir generell auch bei vielen jungen Ingenieur-Studenten auffällt. Man erwartet oft, dass teilweise komplexe Zusammenhänge auch von Seiten der Software immer easy-to-use sein müssen.
Wo ist da die Bereitschaft sich auch in etwas, was anfangs nicht so einfach erscheint einzuarbeiten. Im Berufsleben wird es immer wieder Dinge geben, die komplex sind. ANSYS ist sicher wegen seiner Möglichkeiten hoch geschätzt. Sicher, Multiphysics sehe ich auch als eines der großen Themen der Zukunft, aber Multiphysics ist sicher auch anspruchsvoller, schon von der Numerik her, als reine Strukturmechanik oder Temperaturfeldrechnung.

Es gibt ja auch Tendenzen zu immer mehr Easy-To-Use Programmen. Sicher ist das auch gut so. Was aber keine Software dem Ingenieur abnimmt, ist das eigenständige Denken, zum Beispiel die Kontrolle, WAS denn nun in einem Modell enthalten ist, und was nicht. Meine Studenten zum Beispiel jubilieren oft beim ersten bunten Bild und das war's dann. Frage ich sie dann nach tatsächlichen weiteren physikalischen Effekten, ob die denn auch drin sind im Modell oder nicht, so kommt oft: "Daran habe ich gar nicht gedacht, ach ja ... " Ich meine manchmal, dass man, vielleicht weil ANSYS auch in manchen Dingen nicht so easys-to-use ist, sich mehr mit dem Problem auseinandergesetzt hat, als gleich drauf los zu klicken. Soweit meine Einschätzung. Im übrigen sind andere FE-Programme hier auch nicht viel anders. Also, verstehe das bitte nicht als Kritik, wohl aber als Motivation. Schließlich hast Du als Diplomand sicher mehr Zeit, um Dir noch gewisse Dinge zu erarbeiten, als man das manchmal in der Praxis noch hat. Da ist der Zeitdruck oft größer.

Thomas Nelson

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Hallo Herr Nelson !

Vielen Dank für Ihre Antwort. Natürlich bin ich offen für Kritik und Vorschläge. Ich möchte in diesem Zusammenhang aber nochmal festhalten, dass ich mich sehr wohl ausführlich mit dem Thema Multiphysics beschäftigt habe. Ich habe ein halbes Jahr im Bereich der Temperatur-Strukturkopplung gearbeitet. Dort waren die Probleme ähnlich. Thermo-Strukturkopplung klappt gut, aber wenn dann noch ein komplexes Materialmodell (plast. Verformung) und eventuell andere physikalische Effekte (Konvektion) oder zeitliche Abfolgen hinzukommen wird es extrem aufwendig. Dann muss man finde ich schon fragen ob experimentelle Materialtests nicht günstiger sind, wenn die Beschaffung der MAterialdaten ein ähnliches Ausmaß erreicht. Bei der Simulation von piezoresistiven Effekten ist es ähnlich. Der reine piezoresistive Effekt , wenn denn die piezoresistiven Konstanten bekannt sind, klappt gut. Will ich aber eine Mechano-Elektrische Kopplung simulieren, bei der die mechanischen Eigenschaften sich auf die elektrischen Auswirken und ein benutzerdefiniertes Materialmodell (Spannungs-Dehnungsdiagramm) verwenden gibt es kein Element. Ich habe fast alle Elemente durchgesucht aber bis jetzt keins gefunden, dass Elektromechanische Eigenschaften besitzt und eine elastische Materialoption bietet (außer Solid62 aber ein magneto-mechanisches Element mit Einschränkungen) . DAnn wurde mir wieder eine sequentielle Kopplung empfohlen mit einem mechanischen und einem elektrischen Element. Ich habe mir alle Möglichkeiten des Transfers von LAsten über den Befehl (Bsp: etchg,tts = Thermal to Structural)angeschaut aber keine Variante (Structural to Electro) gefunden. Es gibt eine Möglichkeit elektr. Lasten in eine Strukturrechnung zu überführen (Bsp.: Elektrostatische Kräfte) aber nicht umgekehrt. Das war für mich der Grund mich jeztzt nicht noch weiter mit noch aufwendigeren MultiphysicsSolvern zu beschäftigen, weil diese meiner Meinung nach dieses Grundproblem auch nicht lösen. (lasse mich gerne belehren) Vielleicht sind leitende Elastomere einfach noch zu jung und in der Technik sowie Simulation noch nicht richtig etabliert? Ich habe mich mit einem einfachen Modell (Solid5) mit elektro-mechanischen Eigenschaften für eine erste Abschätzung zufrieden gegeben. Hier lässt sich zwar nur der E-Modul und keine benutzerdefinierte Fließkurve vorgeben aber für eine erste Einschätzung reicht es aus.

MfG Stephan Rothstock 

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SR

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