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Biegung.jpg

Hallo liebes Forum,

ich möchte gerne einen zylindrischen Stab um einen Zylinder biegen, wobei die Achse des Stabes 90 Grad versetzt zu der Achse des Zylinders ist (siehe beigefügtes Bild). Ich habe folgende Randbedingungen aufgebracht:
Die Symmetriefläche des Halbzylinders ist fest eingespannt (AllDOF=0), die Endflächen des Stabes sind über Node to Surface zusammengefasst, am Pilotnode wird auf jeder Seite eine Kraft in z- Richtung eingeleitet und die Bewegung in y-Richtung sowie die Rotationen um x und z sind unterbunden.

Kontaktbedingungen zwischen Stab und Zylinder müsste stimmen.

Leider bekomme ich aber immer eine Fehlermeldung bzgl. einer Starrkörperverschiebung, weil ich offensichtlich irgendwo eine Randbedingung unterschlagen habe.

Please Help!

Gruß
O3

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Hallo O3,

ist glaube du kannst dir das Problem deutlich erleichtern wenn du nur eine Hälfte rechnest und dann symmetrieRB anbringst. Die mittleren Knoten kannst du dann gleich mergen oder halt per MPC zusammenhalten. Vielleich hilft dir das ja schon!
Gruss
Jens

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Jens Friedrich
Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik
TU-Dresden

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Hallo Jens,

danke dir erstmal für die Antwort. Ja, ich hätte das Modell auf ein Viertel reduzieren können, aber ich wollte absichtlich die Halbdarstellung. Ich werde das bei späteren Modellen berücksichtigen, aber im Moment interessiert mich, ob nicht auch das "Halbmodell" konvergieren kann.
Auch das Volumen des Halbkreises werde ich übrigens beim späteren Modell noch reduzieren (auf einen Rand und Mittelknoten + MPC184- Elemente).

Ich habe außerdem bereits die Vierteldarstellung mit einer einseitigen Festeinspannung von Stab und Zylinder berechnet; das Modell konvergiert ohne Probleme. Aber es muss doch auch eine Möglichkeit geben, die Randbedingungen wie im beschriebenen Fall so aufzubringen, dass keine Starrkörperverschiebungen auftreten... ?

so far O3

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Hallo O3,

dann jetzt der nächste Vorschlag!
Wie wäre es mit einer Einspannung (X, ROTZ, Rotx, ROTY) an einem (oder allen) Knoten der Symmetriefläche.

Damit sollten die Festkörperbewegungen unterbunden werden.
Da ich seid geraumer Zeit probleme mit Node to Surface habe bitte ich dich mir ein Input (gern auch als allgemeines Beispiel) zu schicken, ich sag schonmal vielen Dank

Gruss
Jens

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Jens Friedrich
Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik
TU-Dresden

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Hallo Jens,

normalerweise ist die einzige (auch funktionierende) Möglichkeit, für mein Modell eine Lösung zu erhalten, eine einseitige komplette Einspannung des Stabes. Allerdings bekomme ich dann am Scheitelpunkt nicht den erwünschten Spannungsverlauf (weil auch die Verschiebung in z-Richtung unterbunden wird). Also auch ein Unterbinden der DOFs wie du vorgeschlagen hast fkt. leider nicht.
Ich hatte angenommen, dass eine Festkörperverschiebung über meinen geschlossenen Kontakt unterbunden wird, aber irgendwo hakt es nach wie vor.

Wo liegen denn deine Probleme mit NtS? Ich benutze NtS in meinen Modellen, um eine Kraft auf die Knoten einer Fläche über den Pilotnode einzuleiten (vgl. CERIG, was allerdings nur bei kleinen Verformungen zulässig ist).

Gruß
O3

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Biegung.jpg

Hallo O3

ich verstehs nicht so richtig! Du musst doch wirklich nur einen Knoten festsetzen. Wenn du also den einen Knoten der genau an der Symmetrieebene fixierst, dann sollte die Rechnung durchlaufen weil der Zylinder dann doch fest am Biegewerkzeug fixiert ist und die Verformung und Spannung sollte auch i.o.
Die Fixierung kannst du durch mergen der Knoten, per ALLDOF oder halt mit MPC184 realisieren. Die ergebnisse sollten identisch sein.
Die Randbedinungen an den Stabenden kannst du meiner meinung nach weglassen. Versuchs erstmal mit kleinen Verformungsrandbedinungen, wenns passt kannst du ja dann zur kraftgesteuerten rechnung übergehen. Außerdem würde ich den Zylinder in seiner Mitte in Globaler Y richtung fixieren um ein runterrutschen vom Werkzeug zu vermeiden.
Im Anhang hab ich mal ne Paintskizze. Rot der Knoten / Orange die Fixierung in Y

Gruss
Jens

P.s: das mit dem nts muss ich erstmal wieder nachschaun. ein einfaches beispeil hast du wohl nicht oder? bei mir liegt das problem darin dass ich gern einen balken mit einer ridigfläche drücken möchte. soll heißen ich möchte mit einer rigidsurface auf einen gebogenen balken (und damit auf dessen knoten) drücken. der balken soll sich an die fläche anlegen.

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Jens Friedrich
Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik
TU-Dresden

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Hallo Jens,

vielen Dank erstmal für deine Hilfe. Ich probier deinen Vorschlag mit dem einen Knoten heute noch aus, Feedback kommt. Die RB's an den Enden des Stabes brauche ich doch, sonst rutscht mein Stab seitlich weg?!

Und ich schau' mal ob ich noch ein einfaches Beispiel zu NtS finde; anbei mal eine kurze Step by Step- Anleitung (so ähnlich wurde es mir hier im Forum auch mal erklärt):

Via Contact Wizard: Pilotknoten definieren (ich wähle hier immer den Mittlepunktsknoten der Fläche; wenn dort kein Knoten vorhanden ist einfach einen Knoten mit masselosem Element generieren). Dann die Knoten der Kontaktflächen selektieren, die Art der Anknüpfung festlegen (starr oder distributed forces)- Ok & Contact Wizard schließen. Dann noch gewünschte Last auf den Pilotknoten aufgeben - Fertig!

(Contact Technology Guide, 8.3. Surface-Based Constraints)

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Ach ja, als Beispiel für eine Andruckfläche, die auf ein Volumen wirkt und dieses verformt fällt mir adhoc nur Beispiel 9 aus dem Buch "FEM für Praktiker, Band 1" ein. Wenn du das Buch zur Hand hast vegleiche mal, vielleicht hilft es dir ja weiter?!

Gruß
O3

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