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Input_Sandwich.txt

Hallo :-)

Ich versuche gerade einen einseitig eingespannten Sandwichbiegebalken, dessen freies Ende mit einer Kraft in z beaufschlagt wird, zu modellieren.

Ich habe Berechnungen mit den Elementtypen Shell91, Shell99, Shell181 und Shell281 durchgeführt. Bei letzteren beiden habe ich Abweichungen der Durchbiegung am freien Ende von 250% zu meiner "per Hand"-Rechnung 

Habe in den Elements Reference und in der Ansyshilfe nichts finden können.

Würde mich freuen, wenn mir jemand weiterhelfen könnte,

Christian

P.S.: Das angehängte Inputfile bitte per "Read Input from..." einlesen, da es sonst bei den *vwrite Befehl samt Formatierungsangaben zu Fehlermeldungen kommt.

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Input_Sandwich_2.txt

Hallo,

Ohne die analytische Berechnung geprüft zu haben gehe ich davon aus dass du die die sandwichspezifische Schubabsenkung nicht beachtest hast. Damit erscheinen die Lösungen von Shell99 und Shell91 als richtig. Zur korrekten Abbildung der Schubabsenkung (bei Shell91 genauer beschrieben) müssen Schalen mit Sandwichoption (91) bzw Schalen vom Reissner-Mindlin Typ verwendet werden (181/281). Mit Shell99 lässt sich die Schubabsenkung nicht abbilden!!!
Ich hab dein File mal etwas verändert und noch das Shell91 mit Sandwichoption sowie ein Referenzmodell mit Solid186 mit aufgelöster Struktur angehangen.
Schick mir bitte mal im gegenzug die analytische lösung als PM.

Gruß
Jens

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Jens Friedrich
TU-Dresden

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Handrechnung.pdf

Vielen Dank für den schnellen und nützlichen Hinweis.
Ich hatte die Durchbiegung infolge Schub bei meiner analytischen Rechnung nicht berücksichtigt.

Die analytische Lösung (mit Verformungsanteilen durch Biegung und Schub) habe ich als pdf angehängt.

Beste Grüße, Christian

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Lagenaufbau.jpg

Ich habe mittlerweile Zeit gefunden, mir das Inputfile von Jens.Friedrich anzusehen.
Dazu eine Frage:

1. Die SecXXXX Befehle bei der Modellierung mit Solid186 sind überflüssig.
2. Einige Layered Elementtypen, wie Solsh190, ignorieren den Mat-Befehle, sobald ein Lagenaufbau samt Materialzuweisung mittels Secdata erfolgt ist. Jedem einzelnen Element wird der über Secdata definierte Lagenaufbau zugewiesen, sodaß bei höher aufgelösten Strukturen ein völlig anderer Sandwichaufbau erfolgt (siehe Anhang) als vorgesehen.
3. Können die in Ansys vorhandenen Layered Elemente nur dann sinnvoll verwendet werden, wenn über die Gesamtdicke des Sandwichs nur ein Element ist, die Struktur in Dickenrichtung also minimal aufgelöst wird?

Ich hoffe, ich habe das Problem verständlich beschreiben können. Grüße, Christian

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wie du schon erkannt hast gibt es 2 Wege dein Problem anzugehen
A) Alle Schichten werden einzeln mit hohem numerischen Aufwand berechnet (z.B. normales solid186)
B) Der Aufbau wird verschmiert auf Schalen und solid aufgebracht. ANSYS berechnet sich die verschmierten Steifigkeiten aus der klassischen laminattheorie und transformiert nach der berechnung auf die einzelnen Layer zurück.

Damit lassen sich deine Fragen einfach klären:
1) Solid186 ist als normales Solid und als layered solid verfügbar. Wird über keyopt gesteuert. siehe hilfe. Ich habe die aufgelöste Berechnung mit Solid186 als Referenz genutzt. Man kann selbiges Problem auch mit Solid186 layered (zb mit einem element über dicke) rechnen.
2) Logisch! Wenn das element schon layered ist dann werden die materialzuweisungen dem element zwar zugewiesen, intern wird aber mit den verschmierten steifigkeitskennwerten aus der klassischen laminattheorie gerechnet. wenn du layered elementen sections zuweist werden selbige in elementsystemrichtung geschichtet aufgebaut.
3) Nein: Bei großen Steifigkeitsunterschieden und lokalen Lasten muss die Struktur aufgelöst werden. Mit einem Element über die Dicke sind lokale aussagen kritisch zu bewerten.

hoffe das hilft erstmal weiter

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Jens Friedrich
TU-Dresden

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