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Hallo werte NG,

Ich rechne z.Z. Faserverbunde "verschmiert" mit einfachen Plane 82 Elementen und orthotropen Materialeigenschaften.

1.Problem (MaterialKS)
Zur Drehung des Materialkoordinatensystems kenne ich nur den ESYS-Befehl! D.h. ich kann ein lokales Koordinatensystem erstellen und mein Elem.KS in dieses KS drehen. Soweit sogut.
Nun möchte ich ein Wickelbauteil simulieren und muss demzufolge die Fasern tangential ausrichten. Da sich nach meinem Wissensstand kein Zylinderkoordinatensystem mit tangentialer X-Achse erstellen lässt, bin ich gezwungen meine Materialien mit Faser in der Y-Achse (Umfangsrichtung) zu definieren! Gut funktioniert, aber ist nicht schön. Ich würde gern die 1=X-Richtung definieren, jedoch braucht man dazu ein zyl. KS mit X=tangential oder die Möglichkeit das KS um einen def. Winkel (90°) zu drehen!
Richtig interessant wird es wenn ich eine Laminatkrümmung habe die sich nicht mehr so einfach mit einem ZylinderKS abbilden lässt.

??Gibt es also eine "komfortablere Möglichkeit" das Mat.KS (=ElemKS) zu drehen?? (Bei IDEAS existiert die Möglichkeit eine Kante (oder Fläche) zu definieren an der sich die KS ausrichten)
??Ist eine Drehung des MatKS um einen Winkel möglich??
??Lässt sich ein lok.KS definieren welches eine tangentiale X-Achse besitzt??

2.Problem (Versagenkriterien):
zur Auswertung meiner Berechnungen nutze ich z.Z. das Maximum-Stress-Criterium indem ich einfach die Spannungskompontenten in MaterialKS ausgebe und mit den Bruchspannungen in der jeweiligen Ebene vergleiche.
??Gibt es in Ansys die Möglichkeit die 9 Maximalspannungen direkt einzugeben und dann einen Anstrengungswert auszugeben?? Und wenn ja mit welchen Befehlen??
??Ist die Konstruktion des Tsai-Wu (oder besser noch Tsai-Hill) Versagenskörpers möglich?? wenn ja wie? (Implementiert?) Oder können diese Programmiert werden?? Wie??
Wie siehts mit Puck und Cunze aus?

Vielen Dank für eure Hilfe

Gruss
Jens

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Hallo Jens,

1. wieso möchtest du denn dein MatKS drehen? Du definierst doch deine 
  orthotropen Eigenschaften und gibts anschließend die Orientierung 
  der einzelnen Lagen bzgl. deines ElemKS an, oder?

2. Was meinst du denn mit 'Gibt es in Ansys die Möglichkeit die 9
  Maximalspannungen direkt einzugeben und dann einen Anstrengungswert
  auszugeben'?  Du gibts doch die Festigkeiten direkt in das
  Max-Stres-Crit ein.

3. Das Tsai-Wu-Criterion ist bereits vordefiniert in ANSYS enthalten.
  du kannst dir ausserdem 6 zusätzliche Kriterien definieren.

Gruß,
Janko.

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Hallo Janko!

Danke für deine schnelle Antwort!
Grundlage für meine Modellierung sind das Beispiel auf http://instruct1.cit.cornell.edu/courses/ansys/plate2/index.htm
und das Buch "FEM für Praktiker"

1)
In beiden Quellen werden keine Schichtverbunde sondern ausschließlich UD-Schichten mit den Elementen Plane42 und 82 behandelt.
Das von mir behandelte Problem ist eine gewickelte UD-Schicht, kann also meines erachtens mit diesen Elementen "erschlagen" werden.
!!!Bitte korrigiere mich wenn ich auf dem Holzweg bin!!!
Die UD-Schicht in meinem Problem ist gekrümmt (Lasteinleitungselement=Schlaufe) und deshalb muss ich das Mat.KS mitdrehen. Dies ist mir auch schon gelungen (ESYS) und ich kann damit dieses Problem berechnen. Bei beliebig gekrümmten Laminaten wird diese Arbeitsweise kompliziert, da eine definition mit verschiedenen KS sehr aufwendig wird.
Mit Schichtverbunden (Shell99, 91 181 und solid46 und 191) möchte ich mich im nächsten schritt beschäftigen.

2.) Die Auswertung der Berechnungsergebnisse erfolgte "per Hand" über den Vergleich der Spannungen in Faser und Zwischenfaserrichtung mit den zughörigen Bruchspannungen (z.B. http://composite.about.com/library/data/blc-as4apc2-1.htm).
D.h. Max.Stress per Hand, wenn man so will.
Gibt es die Möglichkeit dies von Ansys direkt durchführen zu lassen. Wenn ja wie und mit welchen Befehlen? Wo gebe ich die Festigkeiten direkt ein?
Wo finde ich die Versagenskriterien?

??Gibt es ein Buch zur Modellierung von Faserverbunden in ANSYS??

Sorry für diese "blutiger Anfänger" Fragen
sonnige Grüsse
Jens

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Hallöchen,

du könntest die materialeigenschaften doch einfach in das globale Kooedinatensyytem drehen (per hand oder mit Matlab), wenn nötig schicke ich die dir Literatiurstellen mit den entsprechenden Drhematritzen und umrechnungen. (ein bisschen matrixmultiplikation hat noch niemandem geschadet.

zu deiner zweiten Frage, die Bruchkriterien sind nur für die layered shell elements definiert, di könntest sie für die anderen Elemnte als Macro mit Parameter selbst Programmieren.Wenn da Hlfestellung nötig ist kann ich sie dir auch geben.

Gruß Watti (Lena)

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skizze_Matorient.gif

Hallo Lena,

wenn ich dich richtig verstehe, schlägst du eine transformation der Werkstoffkennwerte vor. Das ist sicher eine Möglichkeit, wenn das Laminat ungekrümmt vorliegt. Bei gekrümmten Laminaten ist meiner Meinung nach (und aus erfahrungen mit anderen FE-Programmen) die Drehung das MatKS sinnvoll. (Skizze im Anhang)
Nun könnte ich um gekrümmten bereich für jedes Element eine transformation der Materialkennwerte durchführen, aber das ist wenig zielführend. Deshalb habe ich bis jetzt immer das MatKS entsprechend der Lage der Faser gedreht.

Mit Macroerstellung in ANSYS habe ich mich bis jetzt noch nicht beschäftigt und bin für jede Hilfe in diesem Bereich dankbar.

Gruss
Jens

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Hallöchen,

dann vielleicht noch mal ein anderer Vorschlag, du kannst doch die Workplane in ANSYS beliebig drehen und auf dieser dann ein lokales Koordinatensystem definieren. Müsstet du dann nicht auch das gewünschte Zylindrische Koordinatensystem bekommen? Wobei ich nicht ganzverstehe, was su mit tangentialer x-Achse meinst. ein Zylindrisches Koordinaten sytem, hat nach meines Wissens eine Rotationsachse, eine Radienkooediante und eine Winkel-Koordinate.

Zum Macro du müsstet, mit dem *get-kommado oder *vget die Spannungen in eine parameter exportieren, mit den parameter kannst du dann die üblichen Mathematischen Opereationen durchführen (Addition,Multiplikation,...) so dass du das Bruckkriterium dann ausrechnen kannst, so müsste dann auch Puck oder cunze zu programmieren sein. Schau mal in der ANSYS-Hilfe im APDL-Programmers Guide, da hast du eine vollständige Kommado-Referenz, in kapitel4 steht wie man macros erstellt, ein kapitel überr parameter insb. array-Parameter findest du dort auch. Wenn du mit elemntweisen Spannungen arbeiten magst kannst du auch mit Hilfe der etable Operationen arbeiten, was die wiederum die Möglichkeit bietet dein Versagenkriterium am Ende im Contour-Plot wiederzugeben.

Gruß Watti

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skizze_Matorient.gif SkizzeZylKS.gif SkizzeZylKSPhi=X.gif

Hallo Lena,

ich kann ein zylindrisches KS erstellen. Dies müsste im Zentrum des Bolzens in "skizze_Matorient" liegen. Jedoch ist ein zylindrisches KS immer wie in "Skizze Zyl KS" definiert. Radialachse=X Tangentialachse=Y Rotationsachse=Z
Damit entspricht die Umfangsrichtung (tangtial) der Y-Achse und nicht der X-Achse (radial also in Laminatdickenrichtung)
Um auf Kreisbogensegmenten eine tangentiale X-Achse=Faserachse zu definieren, müsste man ein zylindr. KS definieren bei dem die tangentialrichtung (Phi) der X-Richtung entspricht "Skizze Zyl KS Phi=X". Oder man müsste die ElementKS der Elemente des Kreisbogens um 90° drehen (Aber wie??) Da ich dafür keine Lösung finden konnte, habe ich die Materialdaten transformiert (Y=Faser) und dann lokale kartesiche und zylindrische KS erstellt welche die Y-Richtung in Faserrichtung habem.

JEDOCH: Diese Vorgehensweise stößt an seine Grenzen wenn die Laminate nicht mehr aus einfachen Kreisbögen und geraden bestehen sondern beispielsweise aus Splines!

Hoffe ich hab dich jetzt nicht vollkommen verwirrt
Viele Grüsse und ein angenehmes Wochenende

Jens

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Hallo,

ich muss auch ein Objekt simulieren, das aus Gummi und Faserverbunde besteht. Meine Frage an DIch, wie kann ich Faserverbunde darstellen?
Danke im Voraus

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Just fine

[Diese Nachricht wurde von tetef am 01. Okt. 2005 editiert.]

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Zitat:

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Original erstellt von tetef:
Hallo,

ich muss auch ein Objekt simulieren, das aus Gummi und Faserverbunde besteht. Meine Frage an DIch, wie kann ich Faserverbunde darstellen?
Danke im Voraus

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Just fine

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Hallo,
Wickelbauteile sind grade auch zu meinem Thema geworden.
Genauer gesagt geht es um einen Faservertärkten Behälter der ähnlich der Darstellung im Video aus UD-Tape gefertigt werden soll.
Gibt es irgendeine Möglichkeit tatsächlich auch Elemente aufzuwickeln. Ich möchte keine Lagen die die ganze Oberfläche umspannen sondern relativ exakt den tatsächlichen Aufbau abbilden, also auch die Wandstärkenvergrößerung in den Kappen und den veränderlichen Abstand der Lagen von der Zylinderachse beim Überkreuzen bereits abgelegter Lagen.
Ich muss dazu sagen dass ich mit Ansys nocht nicht viel gearbeitet habe, würde gerne ersteinmal herausfinden welches prinzipielle Vorgehen möglich ist und Sinn macht.
Gerne auch spezielle Literaturempfehlungen oder Links.
Vielen Dank!

Videolink

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1.)
Wie kann ich die Winkel der einzelnen Layer in SHELL99 oder SOLSH190 Elementen in Abhängigkeit von einer Koordinate oder Elementnummer einstellen? Das Drehen der Elementkoordinatensysteme ist keine Variante da sich die einzelnen Layer auch gegeneinander "verdrehen" sollen.
Z.B.:

Element Nummer 1 -> Lagenaufbau: -30°/+30°
Element Nummer 2 -> Lagenaufbau: -40°/+40°
Element Nummer 3 -> Lagenaufbau: -40°/+45°

2.)
Wäre es eventuell einfacher wenn alle meine Elemente SOLSH190 sind, unterschiedliche Sections zuzuweisen?!? Wie bewerkstellige ich das?

Vielen Dank für Eure Mühe!

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Hallo,

ich möchte dieses Thema noch einmal aufgreifen. Möchte ein Modell aus Schalenelementen (181) erstellen, bzw. habe es erstellt und jetzt geht es mir um das gleiche Thema. Ich habe verschiedene Flächen zusammengefügt, darunter welche mit "splines" über "al" und auch über Kurven, die ich über ein zylindrisches KOS erstellt habe. Da es mir bei der Auswertung um Faserrichtungen eines Gewebes geht, möchte ich die Ausrichtung der lokalen KOS gleich ausrichten.
Bei der Erstellung der Flächen mit dem "a"-Befehl, habe ich immer darauf geachtet, dass alle gleich definiert werden. Bei den Flächen mit "al"-Befehl, klappt das aber nicht.

Habe es auch mit ESYS versucht, aber die Ausrichtung bei einem zylindrischen Fläche bleibt immer: x in Längsrichtung und y in Umfangsrichtung... möchte es aber genau umgekehrt... Bei Flächen mir Spline ist das gleiche...

Vielen Dank und viele Grüße

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