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Gut zu wissen: Hilfreiche Tipps und Tricks aus der Praxis prägnant, und auf den Punkt gebracht für Ansys
Autor Thema:  Verständnisfrage zur externen Verschiebung (12300 mal gelesen)
bras01
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erstellt am: 15. Sep. 2009 02:32    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


ansys.jpg

 
Hallo!
Ich habe eine kastenförmige Trägerstruktur welche seitlich an zwei Krankabeln aufgehängt wird. Die eigentliche Aufhängung bzw. die Kranhaken werden nicht mit modelliert. Im Modell existiert lediglich die Struktur mit zwei senkrechen Flächen links und rechts an denen dann die Haken angeschraubt werden. (siehe Bild)

Nun stellt sich mir die Frage wie ich an diesen beiden Flächen die Randbedingungen festlege. Dadurch das sich die beiden Flächen nicht in der Rotationsachse des Korpers befinden würde ich die Rotation um die x-Achse unterbinden wollen. Meine Randbedingungen wären:

- Verschiebung der beiden Flächen entlang x,y frei; entlang z fixiert
- Rotation der Flächen um y,z frei; um x fixiert
- Gravitationskraft in -z Richtung

Es ist etwas verwirrend, in Nastran konnte ich die einzelnen Komponenten einer Fixierung direkt einstellen, kann ich die Lagerung in Ansys mittels externer Verschiebung so wie im Bild zu sehen realisieren? Die Lösung scheint richtig auszusehen.

Schonmal Danke für Hilfe!

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smittytomcat
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Naval Architect / Dipl.-Ing. Schiffbau, selbstständig


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erstellt am: 15. Sep. 2009 07:25    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für bras01 10 Unities + Antwort hilfreich

Moin,

Du solltest z.B. bei dem Ansatz daß alle z-Verschiebungen an den Flächen unterdrückt werden mal überlegen was damit passiert - damit schaffst Du quasi eine Einspannung.

Gruß
Gerd

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bras01
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erstellt am: 15. Sep. 2009 13:17    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hi,
das ist ja auch Sinn und Zweck. Dadurch das die Struktur dort an Kabeln aufgehängt ist können sich die an den Flächen angeschrauben Haken ja unter Krafteinwirkung frei verformen und drehen (im Gegensatz zu einer starren Aufhängung mit z.b. einem Träger ohne Kabel).
Die einzige Randbedingung ist das die Flächen mit den Haken sich nicht in Richtung z bewegen können (sonst würde die Kiste ja runterfallen), und das sie sich nicht um x drehen können (dann würde das ganz nach vorne überkippen wegen des Schwerpunkts.
Die beiden Flächen können sich jedoch in allen andren Freiheitsgraden drehen und verformen Aufgrund des Gewichts der Struktur.

Somit müsste meine Lagerung richtig sein. Oder wird das in Ansys anders realiseirt?

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bras01
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erstellt am: 18. Sep. 2009 02:38    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Ich habe jetzt nochmal simuliert und die Lösung scheint immer so zu sein wie ichs mir vorstelle. Wird meine Herangehensweise an dieses Problem denn mit diesen externen Verschiebungen so überhaupt gelöst, oder trügt der Schein nur und ich bin auf dem Holzweg?

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kautzma
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erstellt am: 21. Sep. 2009 16:15    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für bras01 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo,

Deine Externe Randbedingung bezieht sich auf das Globale Koordinatensystem. Das liegt wahrscheinlich in der Mitte deiner Geometrie.

Versuche mal im Simulationsmodell ein Koordinatensytem in der Mitte deiner Fläche zu erzeugen: rechtsklick auf Modell -> Einfügen-> Koordinatensystem

nun erschein ein weiter Eintrag in deinem Baum, Koordinatensystem
jetzt einfach diesen selektieren und wieder rechtklick -> Einfügen -> Koordinatensystem und hier deine Fläche auswählen. Es wird ein Koordinatensystem in der Mitte der Fläche erzeugt.

Nun kannst du in deine Externe Verschiebung gehen und dort das Bezugskoordinatensystem definieren.

Ich würde für jede Seite deiner Aufhängung ein Koordinatensystem und eine externe Randbedingung erzeugen.

Hoffe das Hilf.

Ansonsten mußt du mit APDL Programmierung die Randbedingung aufbringen

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bras01
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erstellt am: 22. Sep. 2009 13:17    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Ich habe das mal mit dem extra Koordinatensystem getestet, bei mir kommen dabei exakt die selben Ergebnisse raus wie wenn ich das globale Koordinatensystem verwende.
Es ist nur wichtig das ich die "Position" der ext. Verschiebung (unter dem Menu "Bereich", siehe Bild von oben) irgendwo an den Körper lege. Sobald die Koordinaten ausserhalb im Raum sind kommt es zu falschen Ergebnissen. In meinem Fall habe ich diese Positionskoordinaten in die Mitte der eingespannten Fläche gelegt.

In beiden Fällen, mit globalen oder mit zwei extra Koordinatensystemen, bekomme ich allerdings eine Meldung das eine "schwache Feder" eingefügt wurde um Simulationsergebnisse zu erhalten. Was bedeutet das nun wieder?

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Berechnungsfritze
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erstellt am: 23. Sep. 2009 13:00    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für bras01 10 Unities + Antwort hilfreich

Die Federn werden automatisch erzeugt, wenn dein Modell nicht ordnungsgemäß gelagert wird. Durch die Federn wird verhindert, dass dein Modell sich in einer Richtung ungehindert bewegen kann. Also noch mal Modell überprüfen.

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Berechnungsfritze
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Habe mir jetzt noch einmal deine Problemstellung genauer angeschaut. Grundsätzlich ist deine idee mit der externen Verschiebung als lager zu nutzen richtig. So lassen sich auch Lager erstellen, die in WB nicht standart sind.

Dass die Federn gesetzt werden ist nach Deiner Modellbildung auch folgerichtig.

Erinner Dich an deiner Mechanikvorlesung zurück. Du rechnest statisch alo musst Du auch ein statisches Modell aufbauen. kräfte die in das stat. System gebracht werden müssen durch eine Gegenkraft (z.B. ein Lager)kompensiert werden. Am Ende muss immer gelten Summe aller Kräfte gleich null.
Du hast bei dir eine Kraft in z-Richtung. Nun kann es aber sein, dass wegen Rechenungenauigkeiten du auch eine Komponente in y-Richtung und/oder x-Richtung haben kannst. Da du in diesen Richtungen kein Lager gesetzt hast gilt nicht mehr die stat. Grundgleichung. nun ist es aber nicht so (wie du wahrscheinlich denkst)das dein Modell in y un x richtung frei beweglich ist, sonder Wb setzt federn die wie Lager wirken. Damit ist deine stat. Grundgleichung wieder erfüllt. Mein Tip : beim modellieren schon überlegen ob alle Freiheitsgerade gehalten sind (gerade duch Lager entstehen schnell falsche Ergebnisse) ein Punkt in y und x Richtung lagern. Dann müsste die Meldung mit Federn verschwinden. Reaktionskräfte prüfen. komponente in y und x Richtung sollten verschwindend klein sein.

Grüße

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bras01
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erstellt am: 23. Sep. 2009 15:48    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Ok, alles klar! Das ist mir jetzt grad auch wieder eingefallen das ja alle 6 Freiheitsgrade belegt sein müssen. Erinnere mich an Nastran, da ging die Berechnung sonst garnicht erst los. ;-) Danke für die Hilfe!

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bras01
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erstellt am: 28. Sep. 2009 12:46    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Ich muss den Thread nochmal rauskramen. Ich habe noch eine kleine Frage. Wenn ich neben den beiden Lagerungen die ich jetzt schon habe die restlichen vier Freiheitsgrade auch noch festsetzen will, dann müsste ich so wie Berechnungsfritze sagte einen beliebigen Punkt noch in x- und y-Richtung lagern. Nur wie kann ich für eine Lagerung einen einzelnen Punkt auswählen? Bei der ext. Verschiebung gehen ja nur Flächen oder seh ich das grad falsch?

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bras01
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Hat niemand eine Ahnung?

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Für den Angriffspunkt von externen Verschiebungen können in einem 3D-Modell Flächen und Kanten ausgewählt werden.
Möchtest Du Freiheitsgrade an einem Knoten festsetzen, "Verschiebung" (nicht "externe Verschiebung") wählen, Knoten auswählen und gewünschte Freiheitsgrade zu Null setzen.

Gruß, A.

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bras01
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erstellt am: 30. Sep. 2009 16:47    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Danke für den Tipp, mit der Verschiebung an einem Eckpunkt habe ich nun die Bewegung in x- und y- Richtung noch unterbunden.
Allerdings habe ich ja jetzt nur 4 von den 6 Freiheitsgraden fest, wie kann ich nun noch die Rotation um y, und z unterbinden? Bei der Verschiebung kann ich ja keine Rotation einstellen, und ich bekomme weiterhin eine Warnmeldung das schwache Federn eingesetzt werden müssen.

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arnd13
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erstellt am: 01. Okt. 2009 08:58    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für bras01 10 Unities + Antwort hilfreich

Um Rotation zu unterbinden, müssen mehr als ein Knoten festgehalten werden.
Du kannst auch ein Commando-Fenster einfügen und die RBs per hand setzen:
fini
/solu
nsel,s,...
d,all,all
allsel
/solu
Achte allerdings darauf, welche Freiheitsgrade die Knoten überhaupt besitzen. Solid-Element-Knoten besitzen nur Verschiebungsfreiheitsgrade. Deshalb kann bei der externen Verschiebung auch nicht ein einzelner Knoten angewählt werden, wenn die Rotation festgesetzt werden soll. Dazu ist wie gesagt mehr als ein Knoten notwendig.

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Berechnungsfritze
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erstellt am: 01. Okt. 2009 09:57    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für bras01 10 Unities + Antwort hilfreich

genau einfach 2 gegenüberliegende knoten (eckpunkte)lagern.

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bras01
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erstellt am: 01. Okt. 2009 15:48    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Ich könnte zwar mit zwei gegenüberliegenden Knoten die Rotation auch noch unterbinden, allerdings würde ich damit ja auch die Relativbewegung dieser beiden Knoten zueinander unterbinden (also wenn ich z.B. für beide Knoten x, und y unterbinde), was ja falsch wäre...

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cgebhardt
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erstellt am: 03. Okt. 2009 11:30    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für bras01 10 Unities + Antwort hilfreich

Die Warnmeldung mit den schwachen Federn... würde ich ignorieren, solange der Plausibilitätscheck ok ist. Den muss man eh immer (!!!) machen, also kann ein sorgfältiger Anwender die Warnmeldung der Federn immer ignorieren (ist kein Sarkasmus).
Mit Plausiblitätscheck meine ich, das Ergebnis auf Plasibilität prüfen. Sieht die Verformung so aus, wie ich das erwarte (Animieren, Hochskalieren)? Ist der Wert der Verformung in einem vernünftigen Bereich? Sind die Reaktionskräfte korrekt?
Bevor man also zuviel Verformungsfreiheit des Bauteils durch Randbedingungen einschränkt, im Zweifel weniger Lagerungen definieren.

In diesem Fall könnte bei einer der beiden externen Lagerungen die Verschiebung in x und y und die Drehung um z festsetzen. Das wäre sauber (würde aber möglicherweise trotzdem noch zu weichen Federn führen, was aber egal ist, siehe oben). Unschön daran ist, dass dieser Fixpunkt dann der Bezugspuntk ist. d. h. die Verschiebung bezieht sich dann darauf (Verschiebung wird auf diesen Referenzpunkt bezogen). Macht man das nicht und hofft auf die wichen Federn, kann man Glück haben und die Verschiebung geht symmetrisch in beide Richtungen, wennd ie federn eine Starrkörperverschiebung verhindern. D. h. das Verformungsbild sieht besser aus und ist leichter zu lesen. Die Verformung des Bauteils an sich und die Spannungen sind natürlich die gleichen.

Zur externen Verschiebung: Ich würde ZUERST die Fläche wählen und dann die Funktion externe Verschiebung, weil der Refernzpunkt dann automatisch in den Flächenschwerpunkt gelegt wird. Referenzpunkt im Schwerpunkt des Bauteils finde ich für eine solche Aufhängung nicht ideal.

Gruss
C. Gebhardt

------------------
Christof Gebhardt
CAD-FEM GmbH
Marktplatz 2
85567 Grafing
Tel. +49 (0) 8092 7005 65
cgebhardt@cadfem.de
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bras01
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erstellt am: 03. Okt. 2009 14:09    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Vielen Dank für die ausführliche Beschreibung! So in der Art hatte ich mir das ganze schon vorgestellt das Problem zu lösen.

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Berechnungsfritze
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erstellt am: 06. Okt. 2009 09:43    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für bras01 10 Unities + Antwort hilfreich

Ich hab jetzt irgendwie den Überblick verloren. Könnte jemand bitte nocheinmal die Lagerung an BEIDEN externen Verschiebungen zusammenfassen

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bras01
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erstellt am: 06. Okt. 2009 14:50    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

An einer Seite Verschiebung z, sowie Rotation x fixiert. An der anderen Seite Verschiebung x,y,z, sowie Rotation x,z fixiert, diese Seite fungiert dann auch als fester Fixpunkt.

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