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Beispiel.JPG

Hallo,

ich versuche derzeit einen reibungsfreien Kontakt zwischen einem Auge und einem Bolzen zu erstellen (siehe Bild, beispielhaft!).
Der Kontakt ist geschlossen und die Kraft wird in mehreren Schritten aufgebracht.
Jetzt erhalte ich immer, je nach dem welche Laune Ansys hat, zwei verschiedene Fehlermeldungen, entweder rigid body motion oder kontakt springt von kontakt zu kein Kontakt.
Den Kontakt erstelle ich über den Kontakt-Manager (surface to surface), habe hier auch schon Target und Contact getauscht etc. leider ohne Erfolg.
Komischerweise funktioniert das ganze, wenn ich Reibungsbeiwerte eingebe. Die resultierenden Spannungen sind aber viel zu hoch und teilweise völlig unsinning verteilt, z.B. Spannungskonzentration auf falscher Seite des Auges! Interessante ist dabei, wenn ich die Reibungsbeiwerte verändere, verändert sich auch die Spannung, massiv!
Je höher ich die reibungsbeiwerte einstelle, desdo niedriger wird die Spannung. Ich bin verwirrt.

Dazu muss noch gesagt werden, dass ich noch nicht sehr lange mit Ansys arbeite und somit mein Verständniss ein bisschen hinterher hinkt ;-) (was Ansys einstellungen angeht)

Über interessante Antworten würde ich mich freuen.
Viele Grüße,
Johannes

[Diese Nachricht wurde von Joki911 am 09. Okt. 2009 editiert.]

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Das Problem bei dem reibungsfreien Kontakt ist, dass Starrkörperbewegungen auftreten können, so wie es ja bei dir auch zu passieren scheint. Gibst du Reibungsbeiwerte ein, wird die Starrkörperbewegung unterbunden und deine Rechnung konvergiert. Du könntest den Bolzen an einem Knoten in x-Richtung festhalten, dann dürfte die Starrkörperbewegung bei dir unterbunden werden. Das erklärt jedoch nicht die Spannungen, das ist etwas komisch. Ist denn der Kontaktdruck auf der richtigen Seite des Auges?

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Hi, danke für die schnelle Antwort.

Der Kontaktdruck ist auf der richtigen Seite, die Verformungen sind realistisch und gehen in die richtige Richtung.
Den Bolzen möchte ich eigentlich in Bewegungsrichtung nicht einschränken, da so ein Teil der Kraft im Bolzen für verformungen sorgt und nicht komplett ins Auge geleitet wird.
Mir sind besonders die Spannungen am Auge wichtig.
Was ich vergessen hab zu erwähnen, der Bolzen ist aus Stahl; das Auge aus Alu.

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llo Joki,

also erstens wird die Kraft immer im Bolzen für Verformungen sorgen. Dadurch kann es besonders an den Rändern des Auges zu erhöhten Kantenpressungen kommen, die aber nicht so wild sind, da die Hertzsche Pressung doch genügung große Werte erlaubt.  Zweitens ist das Modell um etwas Vernünftiges rauszubekommen doch recht grob gestrickt, da würde ich noch mal rangehen Was für Elemnete sind da drin?
So, aber der ganze Bolzen kann ja alle Starrkörperbewegungen machen die in Frage kommen. Du solltest ihn an einem Rand in z-Richtung und jeweils an beiden Rändern in y- und x-Richtung mit weichen Federn (wenn es m und Kn sind, dann c=0.1 KN/m) lagern.
Dann noch die Frage, warum die Materialkombination so eine Rolle spielt? Bei etlichen Problemen in meinem Bereich sind noch Kunsttoffhülsen drin, die weit weniger als 30% vom E-Modul von Stahl haben

So viel Glück

Gerd

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Hallo,
also, ist schon klar, dass der Bolzen immer verformt wird. Ich meinte lediglich, dass bei einer festen Lagerung des Bolzen zusätzliche Verfomungen bzw. andere auftreten als "normalerweise" bei so einer Verbindung zu erwarten wäre.
Das Bild oben dient lediglich als Beispiel, das wahre Modell ist deutlich feiner vernetzt und sieht auch anderes aus. Ich verwende Solid186-elemente.
Kunststoffhülsen sind hier nicht vorgesehen, auch wenn es zu Kontakkorrosion kommen kann (oder wird ;-) ). Die Materialkombination habe ich angegeben, da ich dachte, dass es eine Rolle spielt, welche Teil Kontakt und welches Target ist.

Auch wenn ich den Bolzen wie von smittytomcat beschrieben lager, beantwortet das immer noch nicht meine Frage, warum man den Kontakt nicht reibungsfrei ausführen kann bzw. warum ich so komische Ergebnisse rausbekomme.
Viele Grüße und danke für die Antworten,
Johannes

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Ich denke schon, dass man den Kontakt reibungsfrei simulieren kann, einfach den Bolzen an einem Knoten in x-Richtung (WZ-Richtung) festhalten. Dann passiert nichts mit dem Bolzen, außer dass er auf einmal nicht mehr herausrutschen kann.

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Sorry, aber der Vorschlag den Bolzen nur in x-Richtung festzuhalten löst nicht das Problem der rigid-body motions. Dazu müssen alle Richtungen und Drehungen am Bolzen  kontolliert werden. Gerade beim Kontakt hat man ja keine feste Verbindung. In dem Moment indem bei einer Iteration der Kontakt verloren geht, sind die Bedingungen Summe F  und Summe M nicht mehr gegeben.Das es mit Reibung klappt kann numerischer Zufall sein.
Ich ändere bei solchen Gelegenheiten immer die Substep-Anzahl. Weiterhin könnte man auch das Problem weggesteuert bearbeiten lassen (das hatte eins meiner Probleme vor kurzem gelöst).

Gruß
Gerd

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Da hast du recht, ich habe das Moment um x vergessen, also noch bei einem Knoten die y-Richtung sperren. Alle anderen Starrkörperbewegungen werden durch den Kontakt unterbunden, damit muss ANSYS zurechtkommen.

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Hallo Christoph,

Du kannst den Kontakt nicht als Lagerung ansehen, alle Teile müßen für sich eindeutig gelagert sein.
Bei dem Modell sind weder die Rotatation um die x-, y- und z-Achse unterbunden. Dazu kommen noch Bewegungen in x, y und z- Richtung. Lagerung heißt ja nur das der Freiheitsgrad eine definierte Steifigkeit hat, z.B. über eine weiche Federn, und diese werden sich nicht auf die Ergebnisse auswirken.

Gruß
Gerd

[Diese Nachricht wurde von smittytomcat am 12. Okt. 2009 editiert.]

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Zitat:

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Original erstellt von smittytomcat:
Du kannst den Kontakt nicht als Lagerung ansehen, alle Teile müßen für sich eindeutig gelagert sein.

Lagerung heißt ja nur das der Freiheitsgrad eine definierte Steifigkeit hat, z.B. über eine weiche Federn, und diese werden sich nicht auf die Ergebnisse auswirken.

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Genau die Info, die ich gesucht habe! :-)

Hier eine interessante Anleitung zum Thema "Strukturmechanischer Kontakt - Noch robuster bei Kraftsteuerung (CADFEM)":
http://www.cadfem.de/fileadmin/files/9_service_newsletter/2006/0602/kraftkont.pdf

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