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buch_beisp92_set_10_ansed552_kl.jpg

Hallo liebe Forennutzer,

im FEM für Praktiker Band 3 gibt es ein Beispiel (9.2 Schweissnaht) zu element birth / element death. Es geht dabei darum, dass 2 Bleche verschweisst werden, Naht links innerhalb von 2 sec, Pause bis t=10 sec, dann Naht rechts in 2 sec, Pause bis t=20 sec. Über element birth (EKILL) / element death (EALIVE) werden die Elemente de-/aktiviert.

Habe das Ansys-Skript durchgearbeitet, läuft auch fehlerfrei in der Simulation durch. Leider stimmen die Ergebnisse mit denen im Buch nicht überein. Die Temperaturwerte in der Buch-Abbildung zum Zeitpunkt t=10 s sind im Vergleich zur nachvollzogenen Ansys-Lösung zu gross (499 zu 476 bsp. bei max-Temp), Ansys Version 8.1. Habe das Buchskript in Ansys 5.5.2 durchgerechnet, ebenfalls 476 Grad Celsius, keine Übereinstimmung. Somit habe ich Ursachenforschung betrieben, zum Verständnis der Problemstellung usw.

Dabei fiel auf, dass zum Zeitpunkt t=10 sec im Solution-Prozessor die rechte Naht dargestellt wird, obwohl die theoretisch noch nicht vorhanden ist. Darstellung der Elemente ist das eine (kann man prinzipiell ausschalten), aber die Knoten haben Temperaturen, die sie meines Erachtens nicht haben sollten. In der Doku steht, dass die entsprechenden Werte der Steifigkeitsmatrix bei EKILL zu 0 (annähernd, also zu 1e-6) gesetzt werden. Damit findet (sollte?) kein Wärmetransport statt bzw. keine Berücksichtigung bei der Lösung. Wie kann es dann sein, dass die Knoten dieser Elemente Temperaturen von zum Teil 100 Grad erhalten?
Ich nahm an, dass dann in der Lösung zum Zeitpunkt t=10 sec für diese Elemente Temperaturen zu 0 ausgegeben werden sollten. Kann das jemand erklären? Anbei ein Bild der Lösung in Ansys 5.5

Sven

Identifikation: Sven Gleich / Techn. Universität Chemnitz, Maschinenbau

[Diese Nachricht wurde von Sven_m2k am 27. Jul. 2005 editiert.]

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Zitat:

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Original erstellt von Sven_m2k:
... aber die Knoten haben Temperaturen, die sie meines Erachtens nicht haben sollten.

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Vielleicht interessiert es andere: Obwohl die Knoten Temperaturen haben ist die Lösung identisch mit der Lösung, bei der die diese Elemente (bzw. Knoten) nicht vorhanden sein würden. Ich habe die Elemente der rechten Naht gelöscht und ebenfalls bis t=10 rechnen lassen. Das Ergebnis bei t=5 ist identisch für beide Varianten (V1 Elemente mit EKILL deaktiviert und V2 Elemente gar nicht erst vorhanden). Damit kann davon ausgegangen werden, dass die Elemente nicht in die Rechnung einbezogen wurden. (Sicherlich ist das Sinn und Zweck von EKILL, für mich stellte sich nur die Frage, warum trotzdem in der Lösung erhöhte Temperaturen auftauchen).

Sven

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Hallo Sven,

die Knoten von EKILL markierten Elementen haben eine gewisse Temperatur, da ueber die minimale Konduktivitaet der gekillten Elemente minimale Waerme fliesst.

Will man an diesen Knoten Temperaturen sehen, die bspw der Ausgangstemperatur dieser Knoten entspricht (bspw aus TUNIF bei Startpunkt Analyse) da EKILL behaftete Elemente von Waermezufuhr ausgeschlossen sind - kann man ESTIF einen noch geringeren Multiplikator geben.

Damit faellt der Waermetransport in EKILL Elementen schaerfer ab, als mit der Standarteinstellung [default Wert] ESTIF.

Anzeige der nicht-gekillten Elemente mittels
ESEL,S,LIVE

Anzeige der gekillten Elemente mittels
ESEL,S,LIVE
ESEL,INVE 

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Gruesse,
Frank Exius

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femfprakb3_beisp92.ans.txt

Hallo Herr Exius,

vielen Dank für die Antwort.
Leider scheint die Verkleinerung von ESTIF in meinem Fall keine Auswirkung zu haben. Minimal 1e-60 ist möglich, das Ergebnis bleibt (nach Probieren) gleich. Die Ausgangstemp. bekomme ich in keinem Fall hin. (Mit Newton-Raphson Optimierung hat das nichts zu tun? Ich kenne mich da nicht aus ...) Ich denke, ich muss damit leben, die gekillten Elemente auszuschalten und sich darauf verlassen, dass die *wirklich* nicht mit in die Berechnung einbezogen wurden. Für Interessierte habe ich das Ansys-Skript mal beigefügt. Es reicht, wenn man bis Lastschritt t=10 rechnen lässt und sich dann im Lösungsprozessor die Temperaturen zum Zeitpunkt t=5 anschaut. Sind für meinen Geschmack (Ausgangstemperatur 20 Grad Celsius) mit ca. 90 Grad zu hoch.

Gruesse, Sven

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beisp92.txt

anbei etwas modifiziertes Script:

u.a. Heatgeneration als Last, statt der hier meines Erachtens tendenziell ambivalenten Last Knotentemperaturen.

Damit finden Sie in Resultset bei time=10sek

also nachdem 2 sek lang linke Naht 'geschweisst' wird
und die Struktur weitere 8 sek ohne weitere Hitzeeinbringung verbleibt
(lediglich Ausbreitung, Umverteilung der bis dahin eingebrachten Hitze)

keine merklichen Temperaturen in EKILL markierten Elementen der rechten Schweisnaht.

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Vielen Dank, das scheint gut aufzugehen.
Der heat generation Wert - haben Sie dafür einen Umrechnungsansatz bzw. kann man das einfach umrechnen? Wenn ich die Ansys-Hilfe verstanden habe, dann wird der Wert in Leistung / Volumen angegeben. Da es sich um ein ebenes Modell handelt, wird die Tiefe = 1 gesetzt. Um einen Bezug zur Ausgangsproblematik zu bekommen: Lautet die Frage, wieviel Leistung (Arbeit pro Zeit) benötige ich, um unter den gegeben Wärmeleitmechanismen den Stoff 2 Sek. lang auf 1200 Grad Celsius zu halten?

Mit 7600 für den HGEN Wert kommt die Lösung bezüglich der Temperaturverteilung im Bauteil und in der Naht ziemlich nah an die Buchlösung heran. Mit dem Vorteil, dass der eigentlich nicht vorhandene Teil (rechte Naht) kalt bleibt.

Könnten Sie mir bitte kurz erklären, was man unter "tendenziell ambivalente Last Knotentemperaturen" versteht?

Mit freundlichen Grüßen
Sven Gleich

PS: Habe gerade gelesen, dass Sie im Urlaub sind. Warte ich so lange und wünsche gute Erholung ;-)

[Diese Nachricht wurde von Sven_m2k am 01. Aug. 2005 editiert.]

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habe eine Heatgeneration hier Area x Einheitstiefe [Watt/Volumen]  aufgegeben, welche erhitzt, Temperaturanstieg erzeugt, dabei den Effekt gekillter Elemente zeigt.

Ob das Buchbeispiel eine weitergehende Frage formuliert, weiss ich nicht. Dient halt (ohne weitere Info zu haben, kenne die Beschreibung des Buchbeispieles nicht) der Demonstration des Features Birth/Death.

tendenziell ambivalente Last Knotentemperatur ist folgendermassen zu verstehen:
unterschiedliche aufgezwungene Temperaturen in verschiedenen Bereichen bedingen Temperaturgefaelle und damit Waermefluesse.
Hier ist aber ein bestimmter Bereich zu erhitzen von dem aus sich die dort eingeleitete Hitze dann ggf ausbreiten kann, eine andere Konstellation.

Ansonsten verweise ich derzeit auf -
http://ww3.cad.de/foren/ubb/Forum101/HTML/000745.shtml

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