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Hallo an alle!

Ich habe ein paar Probleme bei der Simluation einer Bolzenverbindung in einem Schichtverbund.
Man stelle sich zwei Platten (aus Sperrholz) vor, in denen Buchsen (aus Bronze stecken) und die über einen Bolzen (aus Stahl) verbunden sind. Der Bolzen hat ein Kreisringprofil.
Nun soll eine Platte festgehalten werden und an der anderen eine Kraft in der Plattenebene angreifen, sodass am Bolzen eine Scherbeanspruchung entsteht.

Problem 1: Ich würde gern an den Deckflächen dieser Speerholzplatten eine CFK-Verstärkung hinzufügen, weiß aber nicht wie ich das nachträgich zum VMESH der Platten (Kantenlänge 10cm, 25mm breit) hinzufügen kann.

Problem 2: Ungeachtet des erstens Problems kommen nach dem Solve-Command 2 Fehlermeldungen. Danach kommt der Prozessstatus "Nonlinear solution" und das Programm hängt sich auf.
Was muss ich ändern???

Die Kontaktflächen sind richtig modelliert, die Randbedinung auch, bei dem Transfer der Flächenlast gab es eine Fehlermeldung - im Eplot, werden die Pfeile aber angezeigt.

Schon mal vielen Dank für eure Hilfe.

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Dik

[Diese Nachricht wurde von AcroDirki am 10. Dez. 2008 editiert.]

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eine Skizze bzw. kleine Teile des Programmcodes wären hilfreich...

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-Das Leben ist ein Hilbertraum-

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Wenn ich wüsste, wie das hier mit den Bildern funktioniert, würde ich eins reinstellen.

Hier der Programmcode nach dem Mesh der Volumina. Für alle Volumina habe ich die SOLID185 verwendet.

ET,3,TARGE170
ET,4,CONTA173

ASEL,s,,,19,20
ASEL,a,,,27,28
AATT,,3,3
AMESH,all
ASEL,s,,,2
ASEL,a,,,4
AATT,,3,4
AMESH,all

ASEL,s,,,35,36
AATT,,4,3
AMESH,all
ASEL,s,,,21,22
ASEL,a,,,29,30
AATT,,4,4
AMESH,all

allsel
aplot
finish

! 6. Ranbedingungen, Kräfte
!###########################

/SOLU
ANTYPE,0

DA,14,,UX,0
DA,14,,UY,0
DA,14,,ROTX,0
DA,14,,ROTY,0
DA,14,,ROTZ,0

DTRAN

SFA,8,,PRES,2*F/(b*k1)
SFTRAN

finish
/eof

Danach habe ich im Menü auf SOLVE geklickt und dann gabs den Hinweis auf eine nichtlineare Lösung und das Rechnen nahm kein Ende mehr...

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Dik

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Hi

Also wie man Bilder reinstellt und welches Format die haben müssen ist eigentlich gut beschrieben.

Wenn während bzw. vor der Rechnung auf auf eine nichtlineare Lösung hingewiesen wird, was ja Sinn macht, da Du mit Kontakten rechnest und sich somit die Systemsteifigkeit während der Rechnung ändern kann, solltest Du nach:

/SOLU
ANTYPE,0

noch:

nlgeom,on (für nichtlineare Berechnung) einfügen.

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BoVe000.png

Hallo.

Vielen Dank für die Info. Ich mach das erste mal eine Analyse mit mehreren Teilen.

Die Zeile habe ich nun hinzugefügt und die Rechnung erneut gestartet. Dann kam nach einiger Zeit aber eine Fehlermeldung, dass wahrscheinlich die Randbedingungen nicht stimmen. Was muss ich da noch beachten?

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Dik

[Diese Nachricht wurde von AcroDirki am 11. Dez. 2008 editiert.]

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Hi

Dann stell doch mal die genaue Fehlermeldung rein.

Wieso sperrst Du die Rotationsreiheitsgrade?

DA,14,,ROTX,0
DA,14,,ROTY,0
DA,14,,ROTZ,0

Das Solid 185 hat doch nur 3 Translatorische.
Das Targe-Element bietet Rotationsfreiheitsgrade, jedoch nur in Verbindung mit einem Pilotknoten.

[Diese Nachricht wurde von ich001 am 11. Dez. 2008 editiert.]

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BV.rar

Hi,

Ja, die Sperrung der Rotationsfreiheitsgrade war überflüssig.

Hier ist einmal der Auszug aus der Error-File:

*** WARNING ***                        CP =    1519.500  TIME= 16:08:46
There are 6 small equation solver pivot terms.                         

*** WARNING ***                        CP =    1895.844  TIME= 16:26:39
There are 6 small equation solver pivot terms.                         

*** WARNING ***                        CP =    1931.531  TIME= 16:34:56
Contact element 67478 (real ID 3) status changes abruptly from         
no-contact -> contact (with target element 66078).                     

*** WARNING ***                        CP =    2283.203  TIME= 16:44:40
There are 6 small equation solver pivot terms.                         

*** WARNING ***                        CP =    2315.328  TIME= 16:52:06
Contact element 67478 (real ID 3) status changes abruptly from         
no-contact -> contact (with target element 66078).                     

*** WARNING ***                        CP =    2668.547  TIME= 17:01:08
There are 6 small equation solver pivot terms.                         
/COM,ANSYS RELEASE 10.0    UP20050718      09:14:24    12/11/2008

*** WARNING ***                        CP =      6.266  TIME= 09:14:31
One of the neighboring volumes is meshed with quadratic elements.  To 
obtain dropped midnodes at the interface, mesh the volumes with linear 
elements first or use VSWEEP,ALL.                                     

*** WARNING ***                        CP =      8.781  TIME= 09:14:34
One of the neighboring volumes is meshed with quadratic elements.  To 
obtain dropped midnodes at the interface, mesh the volumes with linear 
elements first or use VSWEEP,ALL.                                     

*** WARNING ***                        CP =      11.000  TIME= 09:14:37
One of the neighboring volumes is meshed with quadratic elements.  To 
obtain dropped midnodes at the interface, mesh the volumes with linear 
elements first or use VSWEEP,ALL.                                     

*** WARNING ***                        CP =      11.766  TIME= 09:14:38
One of the neighboring volumes is meshed with quadratic elements.  To 
obtain dropped midnodes at the interface, mesh the volumes with linear 
elements first or use VSWEEP,ALL.                                     

*** WARNING ***                        CP =      12.500  TIME= 09:14:39
One of the neighboring volumes is meshed with quadratic elements.  To 
obtain dropped midnodes at the interface, mesh the volumes with linear 
elements first or use VSWEEP,ALL.                                     

*** WARNING ***                        CP =      30.203  TIME= 09:18:05
SOLID185 wedges are recommended only in regions of relatively low     
stress gradients.                                                     

*** WARNING ***                        CP =      30.969  TIME= 09:18:07
The program chosen initial timestep/load-factor is arbitrary.  It is   
necessary for the user to supply a suitable initial                   
timestep/load-factor through the NSUB or DELTIM command for           
convergence and overall efficiency.                                   

*** WARNING ***                        CP =      42.188  TIME= 09:18:22
All selected contact pairs are initially open.  Rigid body motion can 
occur.  You may use auto CNOF/ICONT by setting KEYOPT(5) to close     
small gaps.                                                           

*** WARNING ***                        CP =    363.500  TIME= 09:28:21
There are 5 small equation solver pivot terms.                         

*** ERROR ***                          CP =    378.609  TIME= 09:35:04
The value of ROTY at node 1745 is 2.344854611E+10.  It is greater than 
the current limit of 1000000.  This generally indicates rigid body     
motion as a result of an unconstrained model.  Verify that your model 
is properly constrained.                                               

*** ERROR ***                          CP =    378.766  TIME= 09:35:34
*** MESSAGE CONTINUATION ---- DIAGNOSTIC INFORMATION ***               
If one or more parts of the model are held together only by contact   
verify that the contact surfaces are closed.  Also make sure that     
there are constraints (or friction) in the sliding direction even if   
no load is applied in that direction.  You can use the CNCHECK command 
to check the initial contact status in the SOLUTION module.           
/COM,ANSYS RELEASE 10.0    UP20050718      11:41:05    12/11/2008

*** WARNING ***                        CP =    390.797  TIME= 11:41:15
One of the neighboring volumes is meshed with quadratic elements.  To 
obtain dropped midnodes at the interface, mesh the volumes with linear 
elements first or use VSWEEP,ALL.                                     

*** WARNING ***                        CP =    393.172  TIME= 11:41:19
One of the neighboring volumes is meshed with quadratic elements.  To 
obtain dropped midnodes at the interface, mesh the volumes with linear 
elements first or use VSWEEP,ALL.                                     

*** WARNING ***                        CP =    395.578  TIME= 11:41:22
One of the neighboring volumes is meshed with quadratic elements.  To 
obtain dropped midnodes at the interface, mesh the volumes with linear 
elements first or use VSWEEP,ALL.                                     

*** WARNING ***                        CP =    396.344  TIME= 11:41:24
One of the neighboring volumes is meshed with quadratic elements.  To 
obtain dropped midnodes at the interface, mesh the volumes with linear 
elements first or use VSWEEP,ALL.                                     

*** WARNING ***                        CP =    397.016  TIME= 11:41:25
One of the neighboring volumes is meshed with quadratic elements.  To 
obtain dropped midnodes at the interface, mesh the volumes with linear 
elements first or use VSWEEP,ALL.                                     

*** WARNING ***                        CP =    408.844  TIME= 11:50:43
SOLID185 wedges are recommended only in regions of relatively low     
stress gradients.                                                     

*** WARNING ***                        CP =    409.578  TIME= 11:50:49
The program chosen initial timestep/load-factor is arbitrary.  It is   
necessary for the user to supply a suitable initial                   
timestep/load-factor through the NSUB or DELTIM command for           
convergence and overall efficiency.                                   

*** WARNING ***                        CP =    421.047  TIME= 11:51:08
All selected contact pairs are initially open.  Rigid body motion can 
occur.  You may use auto CNOF/ICONT by setting KEYOPT(5) to close     
small gaps.                                                           

*** WARNING ***                        CP =    743.531  TIME= 11:59:31
There are 6 small equation solver pivot terms.                         

*** ERROR ***                          CP =    780.125  TIME= 12:06:34
One or more elements have become highly distorted.  Excessive         
distortion of elements is usually a symptom indicating the need for   
corrective action elsewhere.  Try incrementing the load more slowly   
(increase the number of substeps or decrease the time step size).  You 
may need to improve your mesh to obtain elements with better aspect   
ratios.  Also consider the behavior of materials, contact pairs,       
and/or constraint equations.  If this message appears in the first     
iteration of first substep, be sure to perform element shape checking. 
     
Anbei ist noch meine Command-File.

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Dik

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---

Hi

" *** WARNING ***                        CP =      6.266  TIME= 09:14:31
One of the neighboring volumes is meshed with quadratic elements.  To
obtain dropped midnodes at the interface, mesh the volumes with linear
elements first or use VSWEEP,ALL. "

Also diese Warnung bezieht sich wahrscheinlich auf die verwendetetn Elemente bei Dir (Solid185 und Shell91). Das Solid185 ist ein 8-Knoten-Element und das Shell91 ist ein 8-Knoten-Element mit Seiten-Mitten-Knoten. Das bedeutet, dass das Solid185 4 Knoten je Fläche aufweist, das Shell91 jedoch 8 (Siehe ANSYS-Hilfe).

" *** WARNING ***                        CP =      30.969  TIME= 09:18:07
The program chosen initial timestep/load-factor is arbitrary.  It is 
necessary for the user to supply a suitable initial                 
timestep/load-factor through the NSUB or DELTIM command for         
convergence and overall efficiency.  "

Weiterhin wirst Du darauf hingewiesen, da es sich ja um eine nichtlineare Rechnung mit Kontakten handelt, die Rechnung in Zwischenschritte (nsub,) zu unterteilen. Das bedeutet, dass Du Deine Flächenlast nicht komplett aufbringst, sondern Schritt für Schritt weiter steigerst.

" *** ERROR ***                          CP =    780.125  TIME= 12:06:34
One or more elements have become highly distorted.  Excessive       
distortion of elements is usually a symptom indicating the need for 
corrective action elsewhere.  Try incrementing the load more slowly 
(increase the number of substeps or decrease the time step size)......"

Siehe vorheriger Hinweis von mir.
Dazu noch den Befehl "auto,on" verwenden.

" SOLID185 wedges are recommended only in regions of relatively low   
stress gradients."

Das würde ich so interprätieren, dass das Solid185 nur für kleine Lasten bzw. kleine Verschiebungen anzuwenden ist, da es keine Seiten-Mitten-Knoten aufweist.

" *** WARNING ***                        CP =    421.047  TIME= 11:51:08
All selected contact pairs are initially open.  Rigid body motion can
occur.  You may use auto CNOF/ICONT by setting KEYOPT(5) to close   
small gaps.  "

Das bedeutet, dass zu Beginn Deiner Rechnung die Kontakte nicht geschlossen sind. Ich gehe aber mal davon aus, dass zwischen den Buchsen und den Platten oder den Schrauben und den Buchsen keine Lücken sein sollten, diese also zu Beginn der Rechnung schon in Kontakt stehen sollen. Daher wirst Du auf die Keyoption 5 hingewiesen. Oder Du mußt nochmal schauen, ob Deine Kontaktnormalen der jeweiligen Flächen des Kontaktpaares zueinanderzeigen.

" *** WARNING ***                        CP =    1931.531  TIME= 16:34:56
Contact element 67478 (real ID 3) status changes abruptly from       
no-contact -> contact (with target element 66078).    "

Das bedeutet, dass Du vermutlich Starrkörperbewegungen in Deinem Modell während der Rechnung hast.

Spann doch die obere Platte an beiden Seiten fest ein.
Also erst die entsrechenden Knoten oder Flächen auswählen und dann 
d,all,all

Ich hoffe, ich konnt ein wenig weiterhelfen.

PS: Wenn Du Shell-Elemente verwendest, dann ist das mit dem Rotationsfreiheitsgraden doch richtig, da Shell-Elemente 6 Freiheitsgrade besitzen.

[Diese Nachricht wurde von ich001 am 11. Dez. 2008 editiert.]

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Vielen Dank für die Erklärung.

Ich würde dann also jetzt ein Volumenelement mit 8 Knoten je Fläche benutzen. Da stellt sich dann bald die Frage ob es nicht sinnvoller wäre stattdessen eine Shell mit Sandwich-Option zu nutzen.

Sowie ich also mit Kontaktflächen rechne, muss ich Loadsteps verwenden? Auch wenn ich nur ein statisches Ergebnis haben will? Wie muss ich dabei die Kraft steigern? Ich hab das noch nie gemacht. Wäre echt super wenn du den Solution-Abschnitt mal als Befehls-Skript schreiben könntest.

Trotzdem versteh ich noch nicht, wie es da zu Starrkörperbewegung kommen kann.

Die Keyoption(5) bezieht sich auf die TARGE und CONTA-Elemente?!

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Dik

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Hi

"Die Keyoption(5) bezieht sich auf die TARGE und CONTA-Elemente?!"

Also die Keyoption 5 bezieht sich auf die Kontaktelemente (bei Dir auf das 173). Wie aber schon bemerkt, solltest Du mal die Kontaktnormalen überprüfen, ob diese auch zueinander zeigen. Wenn nicht, mußt Du das ändern.
Mir fällt da noch ein, dass Du ja Solid und Shell-Elemente verwendest. Da kannst Du auch im Kontakt-Wizard "Contact-Properties" => "Misc" => Beam/Shell Thickness effekt den Haken setzen, da dort eine Lücke sein kann, da bei Schalenelementen die Mittelebene modelliert wird und somit eine Lücke entstehen kann.

"Ich würde dann also jetzt ein Volumenelement mit 8 Knoten je Fläche benutzen. Da stellt sich dann bald die Frage ob es nicht sinnvoller wäre stattdessen eine Shell mit Sandwich-Option zu nutzen."

Shellelemente solltest Du verwenden, wenn die Materialstärke im Verhältnis zur Oberflächengeometrie sehr klein ist. Du mußt dabei beachten, dass Du dabei die Mittelebene modellierst und mittels der Realkonstanten (r,) dem Shellelement eine Schalendicke zuweist. Daher haben Schalenelemente gegenüber Volumenelementen einen Vorteil bezüglich der Rechengeschwindigkeit bei Seiten-Mitten-Knoten. Jedoch ist die Spannungsverteilung über die Materialstärke gesehen gleich (Schalentheorie).

"Sowie ich also mit Kontaktflächen rechne, muss ich Loadsteps verwenden?"

Keine Loadsteps sondern Substeps (Zwischenschritte).
Die sind notwendig, da aufgrund der Kontaktelemente Deine Rechnung nichtlinear wird und sich während der Rechnung die Systemsteifigkeit ändern kann/wird. Und das ist mit einer linearen Berechnung so nicht möglich.

Also z.B.

/solu
antype,static    !Statische Analyse
nlgeom,on        !Nichtlineare Berechnung ein
autots,on        !automatische Schrittweitenkontrolle ein (regelt automtisch den Bereich von nsub)
nsub,10,100,5    !Zwischenschrittbereich definieren (10==> 1/10 Deiner Gesamtlast wird als erstes auf Dein Modell aufgebracht; 100 ==> 1/100 Deiner Gesamtlast ist die kleinst mögliche Last, welche aufgebracht werden kann; 5==> 1/5 Deiner Gesamtlast ist die größt mögliche.....)
outres,all,all    !alle Zwischenergebnise speichern, um sich die später im /post1 anzuschauen oder auch für Fehlersuche

solve

"Trotzdem versteh ich noch nicht, wie es da zu Starrkörperbewegung kommen kann."

Wenn Dein Modell nicht richtig statisch bestimmt ist, dann kann es "wegfliegen" während der Rechnung.
Das bedeutet: Die Summe aller Kräfte und Momente in Deinem System ist ungleich Null.

Daher solltest Du in Deinem Modell auch uz sperren.

[Diese Nachricht wurde von ich001 am 11. Dez. 2008 editiert.]

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Alles klar, vielen Dank!

In z-Richtung bringe ich ja eigentlich keine Last auf, folglich müsste ich für die staatische Bestimmtheit doch nicht UZ sperren? Wie dem auch sei, ich mach es einfach.
Dann probiere ich das mal aus.

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Dik

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BV.rar

Hallo,

ich hab das nun noch mal so ausprobiert.
Leider ist das Problem mit den Kontaktpaaren immer noch da. Wie kann ich mir die Wandnormalen anzeigen lassen und wie kann ich sie dann korrigieren?

Könntest du vielleicht einmal den Code für die Bildung meiner Kontaktflächen überprüfen?

Wie lange wird diese Berechnung schätzungsweise dauern, wenn sie dann funktioniert?

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Dik

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Platte_Bolzen_Kontakt.txt result.png randbedingungen.png

Hi

So ich hab da mal Deine CFK-Verstärkung jetzt aussen vor gelassen und Dein Input-File dahingehend auch geändert. Vielleicht auch noch etwas zu umständlich von mir, aber die Rechnung lief erstmal. Du kannst das File (die Befehlskette) ja mal so Stück für Stück eingeben und schaun, was passiert.
Die Rechnung ist kurz vor dem Erreichen Deiner Gesamtdrucklast abgebrochen. Die Kraft erscheint mir recht hoch (siehe Bild "result"), genauso wie Deine aufgebrachte Drucklast. Kommt aber auf Dein Einheitensystem drauf an was Du hast.
Da Du ja ein Halbmodell hast, solltest Du auch Symmetrierandbedingungen setzen. Ich bin mir allerdings jetzt nicht 100%-zig sicher , ob die richtig gesetzt sind.
Die Kontakte hab ich manuell erstellt. Das geht natürlich auch schneller und bequemer mit dem Kontakt-Wizard. Da müßtest Du Dich aber selber mal einlesen.

PS: Meine Rechnung hat bis zum Abbruch ca. 3,5 Stunden gedauert. Ich hab aber auch nicht den schnellsten Rechner 

Du könntest allerdings aus Deinem Halbmodell noch ein Viertelmodell machen und mit entsprechenden Symmetrierandbedingungen versehen. Dann sollte die Rechnung deutlich schneller laufen.

[Diese Nachricht wurde von ich001 am 12. Dez. 2008 editiert.]

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Hi,
erstmal herzlichen Dank, dass du dir die Mühe gemacht hast. Ich habe nun versucht, dass hier aus zu rechnen, aber im substep 8 (nach 2 h Rechenzeit) gab es diese Fehlermeldung:

One or more elements have become highly distorted. Excessive distortion of elements is usually a symptom indicating the need for corrective action elsewhere. Try incrementing the load more slowly (increase the number of substeps or decrease the time step size). You may need to improve your mesh to obtain elements with better aspect ratios. Also consider the behaviour of materials, contact pairs, and/or constraint equations. If this message appears in the first iteration of first substep, be sure to perform element shape checking.

Ich habe gesehen, dass du andere Elemente verwendet hast. Warum? Dann ist mir noch unklar, warum du bei der Kontaktpaarung Platte/Buchse die Flächen der Platte als Target genommen hast. Ich dachte als Target sollte man immer das Bauteil mit dem größeren Steifigkeit verwenden.

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Dik

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Hi.

"Ich habe gesehen, dass du andere Elemente verwendet hast. Warum? "

Ich hab das Solid186 verwendet, weil es 20 Knoten und somit Seiten-Mitten-Knoten hat für genauere Ergebnisse .
Das Plane82, um erstmal die Flächen zu vernetzen und damit ich dann bei vsweep die 20-Knoten-Elemente erhalte.
Statt wie bei Dir Conta173 habe ich Conta174 benutzt, da mir dies der Kontaktmanager so vorgeschlagen hatte (könnte auch mit der Option Bonded also verklebt, zu tun haben). Die Kontaktbereiche habe ich als fest "verklebt" angenommen.

"aber im substep 8 (nach 2 h Rechenzeit) gab es diese Fehlermeldung:

One or more elements have become highly distorted....... "

Das ist ein Hinweis vom Programm, das Elemente zu stark verzerrt sind. Wenn Du dann auf OK oder so geht's (also die Errormeldung bestätigst), dann rechnet er weiter und bringt automatisch eine kleinere Last auf (daher auch autots,on).
Die endgültige Abbruchmeldung müßte eine "UNCONVERGED SOLUTION" sein, zumindest war es bei mir der Fall.
Warum letztendlich kein weiterer Substep berechnet wurde, da mußt Du selber nachforschen, was die Gründe dafür sind. Du rechnest im übrigen mit linearem Materialverhalten. Gibt's Du nichtlineares Materialverhalten vor, dann wäre die Rechnung bestimmt schon früher abgebrochen, da die Materialgrenzwerte erreicht wurden.
Ich denke mal, dass die inneren Kräfte zu groß sind und daher die Rechnung jetzt abgebrochen wurde (z.B. zu hohe innere Kräfte => starke Verzerrungen der Elemente). Es ist aber auch gut möglich, dass das Solid186 für Deine Art der Belastung bzw. die hohe Drucklast, welche Du aufgibst, immernoch das falsche Element ist. Da mußt Du Dich in der ANSYS-Hilfe bei den Elementen schlau machen.

Ich lass solche Rechnungen immer im "Batch-Modus" laufen, da kann man sich den Verlauf der Rechnung im Nachhinein nochmal komplett und in Ruhe anschauen.

"Dann ist mir noch unklar, warum du bei der Kontaktpaarung Platte/Buchse die Flächen der Platte als Target genommen hast. Ich dachte als Target sollte man immer das Bauteil mit dem größeren Steifigkeit verwenden."

Das hatte ich gemacht, weil ich keine Lust mehr hatte die Flächen zu tauschen bzw. die Normalen neu einzustellen.

Generell gilt für das Festlegen von Kontakt / Targe:

- die feiner vernetzte Seite sollte die Kontaktseite sein
- wenn konvexe Fläche/n mit ebener oder konkaven Fläche/n aufeinander treffen, dann ist die konvexe Fläche/n als Kontaktfläche/n zu definieren
- die weichere Seite sollte Kontakseite sein (Steifigkeit, so wie von Dir erwähnt)
- zwei unterschiedlich große Flächen => die kleiner sollte die Kontaktfläche sein
- sind die Kontaktpartner mit linearen und quadratischen Elementen vernetzt, dann ist die quadratische Seite mit Kontakt zu definieren

So, dann viel Spaß.

[Diese Nachricht wurde von ich001 am 12. Dez. 2008 editiert.]

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Hi

Noch eine kleine Anmerkung.
Im Bild "result" siehst Du auch, warum Du die Platte in z-Richtung sperren sollst. Ohne diese Sperrung würde sich Deine obere Platte ebenfalls in z-Richtung "verabschieden".

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BV.rar

Hallo,

ich hab das nich einmal versucht mit einem etwas besseren Mesh. Es klappt leider nicht. Nach 1,5 h hat ANSYS immer noch nicht mit der Berechnung der Substeps begonnen. Ich weiß nicht ob es am Arbeitsspeicher lag oder ob die Kontaktdefinition immer noch nicht ganz richtig ist.

Könntest du noch mal drüber schauen?

Wie lang hat die Berechnung bei dir gedauert?
Ich hab 2 GB RAM und eine Kern mit 1,86 GHz

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Dik

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vernetzt.png

Hi,

also wenn ich Deine Inputdatei bis Punkt 4 einlesen lasse, dann erhalte ich folgendes vernetztes Modell (siehe Bild).
Außerdem kommen noch Warnings (line 120,121 existieren nicht im Modell) und eine Errormeldung, weshalb die Vernetzung recht unvorteilhaft aussieht.

Meine Rechnerdaten sind links neben den Beiträgen zu entnehmen.
Die Dauer der letzten Rechnung, von der auch die Bilder stammen, betrug etwas weniger als 2 Stunden.
Jedoch hatte ich das Modell nicht so fein vernetzt wie Du und ich hatte auch keine Shell-Elemente benutzt.

[Diese Nachricht wurde von ich001 am 15. Dez. 2008 editiert.]

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Na also Shell-Elemente habe ich auch noch nicht benutzt.
Das mit den Fehlermeldungen wundert mich jetzt. Ich hatte da keine und mein Mesh sah auch ganz gut aus. Vielleicht liegt das an den verschiedenen Versionen... ich nutzte ja 10.0...
Was hältst du denn von der Kontaktdefinition? Sieht die anhand der Befehle richtig aus?

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Dik

[Diese Nachricht wurde von AcroDirki am 15. Dez. 2008 editiert.]

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Hi

Also da muß was mit der Formatierung schief gelaufen sein, da ich Linien hab, welche es eigentlich garnicht geben sollte.
Die Vernetzung der Platten is total daneben bei mir.

Deine Kontakte sind aber zumindest geschlossen. Das kannst Du selber überprüfen, wenn Du den Kontaktmanager aufrufst und dann auf den Button "Check Contact Status" drückst. Da müßte dann im sich öffnenden Fenster ganz unten stehen:

1 CONTACT PAIR IS SELECTED
CONTACT PAIR HAVING REAL ID =    1 IS INITIALLY CLOSED"

Du mußt halt nur aufpassen, welche Seite Du als Kontakt und welche als Targe definierst.
Bei dem Modell was aufgrund Deines Inputfiles mir jetzt angezeigt wird, beißt sich dann nämlich was.
Und zwar gilt ja, dass die weichere Seite (Holzplatte) die Kontaktseite sein sollte. Jedoch gilt ebenso, dass die feiner vernetzte Seite (Buchse) die Kontaktseite sein sollte.

Deine Randbedingungen sind ebenfalls falsch gesetzt bei mir, da Du sowohl die obere wie auch die untere Platte sperrst. Es sollte doch aber laut Eingangs-Posting nur die obere Platte festgehalten werden.

PS: bezüglich Deiner Rechenzeit.

Es kann auch sein, dass aufgrund der hohen Elementanzahl, Dein Hauptspeicher von 2 GB zu klein ist und daher Deine Rechnung abbricht.

[Diese Nachricht wurde von ich001 am 15. Dez. 2008 editiert.]

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Hi

Ich habe gestern nacht noch einmal einen Versuch gestartet. Es stimmt, ich hatte laufend Probleme mit dem Abreitspeicher. Außerdem hat er mir mit den verschiedenen Kontaktdateien und LN-DAteien mir dann meine Festplatte dicht gemacht und dann die Rechnung abgebrochen.

Mein Mesh ist so, dass die Buchse und die Platte an den Kontaktflächen gleich fein vernetzt sind - da liegt Knoten auf Knoten. Wahrscheinlich ist das alles aber zu fein vernetzt, dass dadurch zu viel Arbeitsspeicher benötigt wird. Daher mal die Frage, weil ich es bei dir auch schon so gesehen hatte: Müssen sich bei den Kontakten die Knoten auf der Oberfläche überlagern, oder muss das nicht sein? Ich kanns mir nur schlecht vorstellen, dass dann noch was vernünftiges rauskommt.
Ich werde nun ersteinmal die Elementgröße erhöhen und dann mal schauen, ob mein Rechner damit fertig wird.

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Dik

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randbedingungen_2.png result_2.png bolzen_platte_2.txt

Hi

Die die Knoten  müssen im Kontaktbereich nicht direkt übereinanderliegen. Das nennt sich dann "Surface to Surface".

So, ich hab Dein Inputfile nochmal abgeändert, dass es bei mir wieder lief. Die Vernetzung im Bereich Buchse und Bolzen habe ich gröber gemacht. Es müßten jetzt ca. 12000 Elemente sein (vorher über 50000).
Weiterhin hab ich erst mit dem Plane82-Element die Oberflächen vernetzt und dann auf Solid95 umgestellt und dann erst vsweep gemacht um Volumen zu vernetzen (fand ich jetzt einfacher).
Die Kontaktflächen (Kontaktseite) hab ich so von Dir übernommen, obwohl ich da weiterhin meine Bedenken habe (siehe feiner vernetzte Seite sollte Kontaktseite sein).
Die Rechnung lief diesmal komplett durch und die Kräfte und Verschiebungen sind deutlich geringer als bei Rechnung 1 (Du hast die Drucklast gesenkt?).
Ich hab Dir mein Inputfile mit angehangen. Kannst es ja so mal durchlaufen lassen und mit Deinen Ergebnissen vergleichen.

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Aha, das wusste ich nicht. Habe angenommen, dass da auch Knoten über Knoten liegen muss.
Folglich habe ich als Contact dann die Platte genommen, weil sie gleich vernetzt ist, aber eben weicher.
Momentan läuft meine Rechnung noch (schon seit 2 1/2 h und er ist erst bei substep 5). Ich habe die radiale Linieneinteilung rauf gesetzt - die Elementgröße beträgt nun 9° mal 2mm. Das wird aber immer noch feiner sein als bei dir, denke ich...
Das mit dem Speicher verstehe ich noch nicht ganz:

Es kam dort nun die Meldung (im Outputfenster):
The initial memory allocation (-m) has been exceeded.
Memory available for solver                =  293 MB
Memory required for in-core                = 1486 MB
Optimal memory required for out-of-core    =  255 MB
Minimum memory required for out-of-core    =  17 MB

Was bedeutet dabei nun In-Core und Out-Core? Ich weiß nur, dass ich 1,5 GB RAM habe und mein virtueller Arbeitspeicher irgendwo bei 8 GB liegt.

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Dik

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Da mußt Du mal die Suchfunktion benutzen oder in der ANSYS-Hilfe nachschauen (Version 11 müßte Chapter 19 oder so sein).

Genau kann ich Dir das auch nicht erklären, was mit den Speicherangaben gemeint ist. In-Core könnte der Speicherbedarf bezüglich des Hauptspeichers sein. Und da Dein Betriebssystem ja auch Speicher zum Laufen braucht, stehen Dir also auch keine 1,5 GB mehr zur Verfügung, welche für die Rechnung jedoch benötigt werden, wenn ich Deinen letzten Satz richtig interpretiert habe.

[Diese Nachricht wurde von ich001 am 16. Dez. 2008 editiert.]

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Hm, na wie dem auch sei.

Die Berechnung war nun jedenfalls nach 3 h erfolgreich. Wie würdest du jetzt die CFK-Verstärkung dort rein meshen? Ich würde einfach mal das Mesh der betreffenden Flächen löschen und die dann mit dem neuen Material wieder meshen. Oder gibt es dort eine Möglickeit, dass direkt zu modifizieren, sodass ich nur den Flächen das Material neu zuweise ohne die eigentliche Vernetzung anzutasten?

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Dik

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Hi,

So wie ich das verstehe heißt
in-core: alles läuft im RAM,
out-of-core: es wird auf die Platte geschrieben
(letzteres merkt man an deutlich längerer Rechenzeit und am page-file (JOBNAME.page)).
Da Du nicht genug RAM hast dürfte die lange Rechenzeit daran liegen. Helfen wird da nur eine Reduktion der Freiheitsgrade, oder der Griff ins Portemonnaie (aber das lohnt).

Grundsätzlich ist Ansys seit Version irgendwas in der lage sich dynamisch mehr RAM zu organisieren.

Mit folgender Option kann man dem Sparse Solver dann noch explizit RAM zuweisen (wenn denn vorhanden):
BCSOPTION,,INCORE,7168,,PERFORMANCE
(weißt 7GB zu und verlangt mehr Informationen)

Gruß und viel Erfolg
Moritz

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Moritz Oliver Gebhardt

[Diese Nachricht wurde von MGebhardt am 16. Dez. 2008 editiert.]

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Zitat:

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Original erstellt von AcroDirki:
Hm, na wie dem auch sei.

Wie würdest du jetzt die CFK-Verstärkung dort rein meshen? Ich würde einfach mal das Mesh der betreffenden Flächen löschen und die dann mit dem neuen Material wieder meshen. Oder gibt es dort eine Möglickeit, dass direkt zu modifizieren, sodass ich nur den Flächen das Material neu zuweise ohne die eigentliche Vernetzung anzutasten?

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@AcroDirki

Kann ich Dir so direkt nicht beantworten, da ich das selber noch nicht gemacht habe. Eine Möglichkeit wie ich es versuchen würde wäre, für die CFK-Verstärkung ne Fläche in der Mittelebene modellieren, Realkonstante (Materialstärke) zuweisen und mit Shell91 (da 8-Knoten) vernetzen. Das ganze dann wieder jeweils mit Kontakt zwischen den einzelnen Flächen versehen.

@MGebhardt

Danke für den Tip.

[Diese Nachricht wurde von ich001 am 17. Dez. 2008 editiert.]

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Wieso da gerade nicht die bonded-Option. Ich dachte, das simmuliert, dass zwischen den beiden Werkstoffen keine Relativbewegung stattfindet - halt verklebt. Oder wie muss ich das interpretieren?

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Dik

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Hi

Ich hatte da was mißverstanden. Bonded scheint mir da auch ok zu sein.

Wenn Du für die CFK-Verstärkung Shell-Elemente verwenden willst solltest Du aber noch etwas beachten.
Mit Schalenelementen wird die Mittelfläche einer Schalenstruktur abgebildet. Das bedeutet, Du modellierst letztendlich nur eine Fläche und weist mit der Realkonstanten (r,) dieser Fläche rechnerintern eine Materialstärke zu. Im Modell würdest Du also optisch zwischen Verstärkung und Holzplatte einen Spalt sehen.
Daher würde der Kontakt in Voreinstellung nicht zur tatsächlichen Schalenoberfläche abgeprüft werden, sondern nur zur modellierten Mittelfläche (also wo sich die Schalenelemente befinden).
Deshalb müßtest Du noch vom Kontaktelement die Keyoption (11) auf 1 setzen (Beam/Shell Thickness effect). Denn dann wird der Kontakt an der tatsächlichen Schalenoberfläche abgeprüft.

So mehr kann ich Dir da jetzt erstmal auch nicht weiterhelfen.

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Hallo,

am einfachsten sollte es sein SOLID185/186-Elemente für die CFK-Verstärkung zu benutzen.
Die gibt es in einer "Layered" Variante (hattest Du ja selbst schon rausgefunden), die bis zu 250 Materialschichten je Element erlaubt.
Zusätlich sparst Du Dir den Ärger mit den Kontakten.

Zitat:

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" SOLID185 wedges are recommended only in regions of relatively low 
stress gradients."

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bedutet, dass man das SOLID185 nicht in Tetrahederform benutzen sollte wenn hohe Spannungsgradienten auftreten, da es lineare Ansatzfunktionen besitzt, mit den bekannten Problemen.
In Hexaederform ist das unproblematischer, wobei es sogar "enhanced strain" hat. Laut FEM für Praktiker 2 können diese Elemente dann sogar mit linearer Ansatzfunktion gegenläufige Spannungen abbilden.

Viel Erfolg und Gruß
Moritz

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Moritz Oliver Gebhardt

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Hallo MGebhardt

Diese Warnung bekam ich aber auch bei Anwendung des Elementes Solid186, was ja Seiten-Mitten-Knoten hat und somit doch eine quadratische Ansatzfunktion besitzt.

*** WARNING ***                       
SOLID186 wedges are recommended only in regions of relatively low     
stress gradients.

Vielleicht scheint dann eher dieser Elementttyp besser geeignet (mein Englisch ist recht bescheiden):

SOLID191 3-D 20-Node Layered Structural Solid ???

[Diese Nachricht wurde von ich001 am 18. Dez. 2008 editiert.]

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Hi,

Hab grad nochmal was nachgesehen: Wedge bedeutet nicht Tetraheder, sondern Keil, Prisma, Tortenstückförmig; also das was entsteht, wenn Knoten zusammengelegt werden (degenrierte Elemente).
Da hab ich mich zumindest teilweise vertan.
Trotzdem geht es ziemlich sicher um die Form und damit dann auch um den Interpolationsansatz.

Aus Elements Reference | Part I, Element Library | SOLID186:

Zitat:

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When degenerated into a tetrahedron, wedge, or pyramid element shape (see Triangle, Prism and Tetrahedral Elements), the corresponding degenerated shape functions are used. Degeneration to a pyramidal form should be used with caution. The element sizes, when degenerated, should be small to minimize the stress gradients. Pyramid elements are best used as filler elements or in meshing transition zones.

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Einen ähnlichen Text gibt es bei SOLID191 Elementen allerdings nicht.

Außerdem:

Zitat:

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Degenerated elements are often used for modeling transition regions between fine and coarse meshes, for modeling irregular and warped surfaces, etc. Degenerated elements formed from quadrilateral and brick elements without midside nodes are much less accurate than those formed from elements with midside nodes and should not be used in high stress gradient regions

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aus Elements Reference | Chapter 2. General Element Features | 2.9. Triangle, Prism and Tetrahedral Elements

Interessant dazu ist sicher auch:
Theory Reference | Chapter 12. Shape Functions | 12.9. 3-D Solids

Also: ich kann es nicht beschwören, aber ich denke eher nicht, dass die SOLID191 sich zwingend besser verhalten als SOLID186.
Ganz sicher aber hört die Warnung auf, wenn man darauf achtet, dass keine degenrierten Elemente entstehen. Sollte dies unumgänglich sein, sollte man sie in den Bereich niedriger Spannungsgradienten (vor allem Sprüngen in diesen) legen.

Ich hoffe das hat irgendwie geholfen.
beste Grüße
Moritz

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Moritz Oliver Gebhardt

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Hallo nochmal.

Also so ganz hab ich es noch nicht verstanden.
Soll das bedeuten, dass man bei der Volumenmodellierung dann in Regionen mit hohen Spannungsgradienten andere Solid-Elemente zum vernetzten verwenden soll (wenn ja, welche? oder Tetra's) oder dass dort feiner vernetzt werden muß, damit solche Verformungen garnicht erst auftreten?

MfG

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Hi,

Du solltest einfach verhindern dass degenerierte Elemente an diesen Stellen überhaupt entstehen. Die gleichen Probleme sollten bei einem anderen Elementtyp ebenfalls auftreten; es wird im Allgemeinen eher abgeraten degnerierte Elemente zu benutzen. Ich muss aber zugeben, dass ich auch (noch) nicht tief genug drin stecke um wirklich zu verstehen, woher die Probleme resultieren.

Wie man das verhindert... äh tja... weiß ich grad auch nicht so richtig.
Eine Möglichkeit ist z.B. MOPT,PYRA,OFF, oder TCHG (dann SOLID187), ggf. auch versuchen regulär zu vernetzen. Wenn Du Flächen vorvernetzt und dann die Volumina sweepst kannst DU MOPT,SPLIT,OFF benutzen um zu verhindern, dass Dreiecke entstehen, die dann beim Sweepen zu Pyramiden werden. Aber alles hat seinen Preis...im ersten und letzten Fall die Netzqualität und reguläres vernetzen ist meist deutlich aufwändiger.

Das SOLID187 Element wäre grundsätzlich eine Möglichkeit ein natives Tetraheder Element zu nutzen. Das kann dann auch nicht degenerieren. Warum das aber i.O. ist, während bei degenerierten SOLID185/186 davon abgeraten wird diese Form zu nutzen, weiß ich nicht.
Laut
Theory Reference | Chapter 14. Element Library | 14.187. SOLID187 - 3-D 10-Node Tetrahedral Structural Solid und
Theory Reference | Chapter 14. Element Library | 14.186. SOLID186 - 3-D 20-Node Non-Layered/Layered Structural Solid
benutzen 186 (als TET) und 187 die selben Ansatzfunktionen. Lediglich im Pressure Load Factor unterscheiden sie sich. 185 degeneriert zu einem 4 Knoten TET. Die gibt es, soweit ich das Überblicke, nur degeneriert, also gar nicht nativ; wahrscheinlich aus gutem Grund.

Vielleicht kann zu dem Thema noch jemand anderes beitragen.

beste Grüße
Moritz

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Moritz Oliver Gebhardt

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Danke erstmal.

Am besten ich mach einfach nen neuen Beitrag auf und stell die Warnung mal zur Diskussion, was nun genau dmit gemeint ist und wie man die Warnung umgehen/beheben kann.

MfG

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