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Hallo,

ich möchte das plastische Verhalten einer Nagelverbindung untersuchen, die eine Holzrippe (50 BEAM3-Elemente) auf ganzer Länge (gleichmäßiger Verbindungsmittelabstand) mit einer Beplankung (hier nur in Form von Auflagerknoten elementiert, die in x-, y- und z-Richtung gelagert sind) verbindet.
Diese Nagelverbindung besteht aus 51 Nägeln in Form von COMBIN39-Elementen. Bis zum Erreichen einer elastischen Grenzlast Rd verhalten sich die einzelnen Verbindungsmittel linear-elastisch (lineare Kraft-Weg-Kurve), nach Überschreiten von Rd verhalten sie sich ideal plastisch (Verbindungsmittelkraft bleibt bei anwachsenden Verformungen konstant auf dem Wert Rd).
Die Holzrippe ist also nur durch die COMBIN39-Elemente mit der Beplankung (=Auflagerknoten) verbunden.
Das Ganze spielt sich in der x-y-Ebene ab, in z-Richtung sind sämtliche Knoten festgehalten.
Die COMBIN39-Elemente befinden sich jeweils zwischen zwei nahezu koinzidenten Knoten (eine Koordinatendifferenz von 0.0001 in y-Richtung ist notwendig, da COMBIN39 keine koinzidenten Anfangs- und Endknoten aufweisen darf).
Mein Ziel ist es nun, auf den mittleren Knoten der Holzrippe eine Kraft (in x- oder y-Richtung) bzw. ein Moment (um z) aufzubringen, so dass sich die Rippe relativ zur Beplankung verschiebt und somit die Verbindungsmittel (COMBIN39) durch Verbindungsmittelkräfte beansprucht werden (Verschiebungen vorhanden).
Leider bricht die Berechnung ohne Fehlermeldung ab und es können keine Ergebnisse angezeigt werden.
Gebe ich nun Weggrößen (also eine Zwangsverschiebung anstelle einer Kraft bzw. eine Zwangsverdrehung anstelle eines Momentes) ein, so funktioniert der Rechenlauf einwandfrei und liefert mir richtige Ergebnisse für die Verbindungsmittelkräfte in den COMBIN39-Elementen!

Warum bricht die Berechnung mit Kraft/Moment ergebnislos ab, obwohl die Berechnung mit Verschiebung/Verdrehung bei gleicher Geometrie funktioniert?!

Habe es auch schon mit COMBIN7 und COMBIN40 versucht - genau das Gleiche...

Dann habe ich sämtliche Knoten der Struktur gelagert und denjenigen Freiheitsgraden, die eigentlich frei beweglich sein sollen, eine sehr geringe Federsteifigkeit zugeordnet. Hatte gehofft, damit eine eventuelle Verschieblichkeit des Systems bei der Berechnung zu verhindern. Hat aber auch nicht funktioniert...

Habe auch schon an diversen KEYOPTIONS der Elemente "gefummelt", ohne Ergebnis...

Hier sind meine Berechnungsparameter:

ANTYPE,STATIC                  ! statische Berechnung
PSTRESS,OFF                    ! Vorspannungseffekte nicht berücksichtigt
NLGEOM,ON                      ! Berücksichtigung großer Verformungen
SSTIF,ON                        ! aktiviert Versteifung infolge Spannung
EQSLV,Front,0.0001              ! wählt den direkten Gleichungslöser (mit einer Iterations-Toleranz von          0.0001)
D,X1, ,M, , , ,ROTZ, , , , ,    ! Aufbringen der Zwangsverdrehung der Größe "M" im Knoten x1 (Lastschritt 2)
AUTOTS,0                        ! verwendet nicht das automatische timestepping
NSUBST,1,0,0                    ! Berechnet das Ergebnis mit 100 Substeps

Die COMBIN39-Elemente habe ich wie folgt eingegeben:

ET,4,COMBIN39          ! Combin39 für endgültige Verformung
KEYOPT,4,2,0            ! Druckbeanspruchung folgt einer definierten Druckkurve
                        ! (oder einer gespiegelten Zugkurve, wenn nicht definiert)
KEYOPT,4,4,3            ! 2-D Linienelement (muss in einer x-y-Ebene liegen)

R,4,Rd/k,Rd,100,Rd      ! Lastverformungskurve Combin39 (bi-linear)
MP,EX,4,210000          ! E-Modul Stahl in N/mm^2, damit Type-Zuweisung möglich, für Rechnung unerheblich

Hat jemand einen Lösungsvorschlag für mein Problem?!
Was habe ich falsch gemacht?

Bin darauf angewiesen, die Belastung als Kraftgröße (Kraft / Moment) einzugeben, da bei komplexeren Geometrien aufgrund der Nichtlinearität eine Belastung in Form von Weggrößen (Zwangsverschiebung / Zwangsverdrehung) nicht möglich ist.

Gruß
iBHolz

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hi,
bei solchen nl problemen funktioniert meistens eine weggesteuerte laste besser als eine Kraftgesteuerte. Da man ja im Vorfeld den Zusammenhang zwischen Kraft und daraus folgender Verschiebung nicht kennt, kommt es bei einer Kraftgesteuerten rechnung zur überlasteung / zu großen verformungen je lastschritt bzw. der nl zusammenhang ist nicht einfach aufzulösen ==> schlechte konvergenz.

bei dem script unten hab ich ein paar fragen:
- warum schaltest du das Presstress verhalten explicit aus? Ist hier sicher unnötig, da du keine dynamische untesuchung machst, aber das ist per default aus.

- warum schaltest du das autotimstepping aus? Das sollte dir hie sicher helfen zur konvergenz zu kommen. Dringend empfohlen einzusachalten! siehe oben

Dann glaube ich auch nicht das die Rechnung ohne Fehlermeldung abbricht. Es sei denn deine Hardware gibt den geist auf. Ich vermute das bei einer Kraftgesteuerten Rechnung einfach keine Konvergenz erzielt wird und deshalb der Abbruch erfolg.Dafür gibts aber ne Meldung.

Versuch mal aus deiner Weggesteuerten Rechnung die Reaktionskraft mit der Kraft zu vergleichen die du aufbringen willst. Die sollten vergleichbar sein, Ansonsten folgt das was ich oben beschrieben hab.

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Hallo!

Es wäre günstiger, wenn Du die komplette Datei angehangen hättest. Ich kann mir unter Deiner Schilderung nur eingeschränkt etwas vorstellen.
Du darfst koinzidente Knoten verwenden, aber dann muss K4=0 sein und die Richtung wird dann mit K3 festgelegt. Diese Definition ist aber nicht verträglich mit großen Rotationen, da dann kein Gleichgewicht mehr vorliegt. Bei der Wahl einer vorher festgelegten Richtung muss also sichergestellt sein, dass diese Richtung mit der deformierten Lage identisch ist.
Bei K4<>0 wird die Ausrichtung des Elementes über die Richtung zwischen den Knoten festgelegt, dann dürfen diese natürlich nicht koinzident sein.
Ein wesentliches Problem ist aber, dass bei Anliegen einer Kraft, die alle Federn bis auf ihr 2tes Segment der Kennlinie verlängert keine zugeordnete Weggröße mehr bestimmt werden kann. Abhilfe: kleine Reststeifigkeit im 2ten Segment definieren.
Aufgrund der definierten Kennlinie ohne Reststeifigkeit funktioniert die Rechnung nur mit vorgegebenen Wegen.

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