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Hallo Forum,

ich habe schon wieder das nächste Problem. Diesmalt geht es darum einen Fallversuch zu Simulieren. Dabei besteht ja bekanntermaßen das Problem, dass es kein Statischer Lastfall ist und somit eher ein Fall für LS-DYNA oder eben AUTODYN von ANSYS ist.
Ich habe bisher nur statische Probleme gerechnet und kenne daher weder LS-DYNA noch AUTODYN, aber habe mir sagen lassen, dass die wohl nur bei einfachen Modellen eingesetzt werden können, weil die Berechnungen beigroßen Modell einfach zu lang werden würden.
Kann da jemand aus seiner Erfahrung berichten und vielleicht sogar wie man dennoch an eine Lösung kommen könnte?
Das Problem ist, dass es sich um eine ganze Baugruppe handelt inkl. Schraubenverbindung, da wird es schwierig die Elementzahl deutlich zu reduzieren.

Viele Grüße
Sisbscho

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Stark vereinfacht wäre eine statische Belastung mt hohen G-Werten möglich. Dafür gibt es DIN-Normen.

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Super, vielen Dank für den Tipp.
Zufällig eine Idee welche DIN Normen das sind bzw. eine Idee unter welchem Titel man sie finden könnte? Such gerade schon auf din.de aber noch ohne Erfolg.

Viele Grüße
Sisbscho

Edit sagt: Jetzt fallen mir langsam keine Schlagwörter mehr ein, mit denen ich die entsprechende Norm finden könnte  Die einzige die ich bisher gefunden habe ist die BS ISO 14954 "Raumflugsysteme - Dynamische und statische Festigkeitsanalysen - Ueberfuehrungen in verschiedene mathematische Modelle". Meint ihr da könnte sowas drin stehen? Hab noch nie wirklich mit DIN Normen (oder ähnlichem) gearbeitet.

[Diese Nachricht wurde von Sisbscho am 16. Sep. 2010 editiert.]

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Hallo,

die Aussage "nur bei einfachen Modellen" würde ich hinterfragen. Bei den genannten Tools werden in der Regel Zusammenbauten von kompletten Systemen betrachtet z. B. Komplettfahrzeuge oder Subsysteme davon (Crash in LS-DYNA, Ansprengung in Autdyn) oder Falltest von Konsumgütern (Küchen-Herd inkl. Verpackung in LS-DYNA). Dass so eine Analyse länger als eine statische dauert liegt auf der Hand. Würde man das gleiche Verfahren, das in der Statik verwendet wird (implizite Analyse, K*u=F jeweils neu aufstellen und lösen bis Gleichgewicht gefunden) auch in der nichtlinearen Dynamik verwenden, wäre für jeden Zeitschritt jeweils mehrere Gleichgewichtsiterationen erforderlich, was bei großen Nichtlinearitäten (Z. B. eine Verbindung öffnen sich, Material versagt) viele Gleichgewichtsiterationen erfordern würde. Deshalb gibt es die genannten expliziten Tools, die sich sozusagen per Extrapolation von einem Zeitschritt zum nächsten durch den zeitlichen Ablauf durchangeln (die Steifigkeitsmatrix wird aus dem vorhergehenden Zeitschritt verwendet, dafür darf der Zeitschritt ein bestimmtes Maß nicht überschreiten, Vorteil aber: Keine Gleichgewichtsiteration, jeder Zeitschritt ist sehr schnell gelöst).

Bei einer solchen schlagartigen Belastung gibt es also jetzt 2 Alternativen:
Man versucht eine statische Ersatzlast zu finden. Da gibt es Anhaltswerte für Beschleunigungen und Kräfte in Regelwerken, oder man versucht das anhand der Energiebetrachtung in grober Näherung selbst rauszukriegen (Kinetische Energie wird in Formänderungsarbeit umgesetzt, d. . Steifigkeit ermitteln, WKin und WFeder gleichsetzen, umformen nach Kraft, ist natürlich stark idealisiert).
Oder man will eben genau sehen, wie die Schockwelle durch das Bauteil läuft, und was z. B. an den Schraubverbindungen passiert. Da gab es mal einen ganz interessanten Vortrag von der BAM zu solchen Falltestsimulationen an Castor-Behältern, da ist man froh, dass solche Sachen nicht über statische Ersatzlasten designt weden.

Gruss
C. Gebhardt

------------------
Christof Gebhardt
CAD-FEM GmbH
Marktplatz 2
85567 Grafing
Tel. +49 (0) 8092 7005 65
cgebhardt(at)cadfem.de
www.cadfem.de

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Danke für die Informationen. Das Problem hier ist nur, dass ich maximal über ein Wochenende mal eine Rechnung länger laufen lassen könnte. Was also nicht innerhalb von ungefähr 72h zu rechnen ist, geht nicht. Aber evtl. kann ich mir noch überlegen wie das Modell vereinfacht werden kann (statt komplexer Anschraubteile nur Dummys oder so in der Art).
Bin jetzt aber auch noch über Ansys Explicit STR gestolpert. Kann da jemand eine Aussage treffen inwiefern das Modul anders/besser ist gegenüber Explicit Dynamics (Autodyn)? Auf den ersten Blick scheint STR ja direkt auf diese Drop Tests ausgelegt zu sein, aber die Frage ist jetzt halt ob es sich lohnt eine (stundenweise) Lizenz zu erwerben.

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19_Falltest.zip

Hallo,

Explicit STR basiert auf dem expliziten Autodyn Solver, weist aber nicht die "Spezialitäten" auf wie Fluid-Struktur-Interaktion (Druckwelle einer Detonation verformt Struktur). Technisch ist Explizit STR also eine Untermenge von Autodyn, aber komplett nativ integriert in die Workbench, vom Preprocessing bis Postprozessing.
Die Anwendungsszenarien für Explicit STR sind Falltest, Impact (z. B. Containment Test) oder komplexe Nichtlinearitäten, wo implizit viel rumiteriert (z. B. Berechnung des Nachbeulverhaltens).

Explizite Analysen weisen aber deutlich andere Anforderungen an die Vernetzung auf, weil der Zeitschritt vom kleinsten Element  abhängt (und vom MAterial, da kann man fast nix drehen - ausser Massenskalierung, googeln). Man verwendet dort unterintegrierte Elemente (das könnte man noch über einen Switch bei der Vernetzung erreichen) aber will meist auch keine wilde Tetraedervernetzung, weil die Chance für eine (unnötig) kleine Elementkantenlänge steigt, und damit ein (unnötig) kleiner Zeitschritt wahrscheinlich wird.

Der Einstieg ins Explizite für solche Falltests ist sicher überdenkenswert, braucht aber ein bisschen Einarbeitung. Ich hätte ein Beispiel für "Falltest Hohl-Kugel auf Platte" (als Modell ohne Ergebnis, sonst sit die Datenmenge zu gross). Müsste aber zumindest zu öffnen sein, damit man den Modellaufbau sieht.

Gruss
C. Gebhardt

------------------
Christof Gebhardt
CAD-FEM GmbH
Marktplatz 2
85567 Grafing
Tel. +49 (0) 8092 7005 65
cgebhardt(at)cadfem.de
www.cadfem.de

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Super, vielen Dank schon mal so weit. Hätte ja noch ein paar Moante Zeit, da sollte zur Not auch eine Einarbeitung ins explizite möglich sein.
Wobei ich auch die Möglichkeit mit der statischen Vergleichsrechnung noch nicht gänzlich aufgeben will.

Viele Grüße und einen guten Wochenstart
Sisbscho

Nachtrag: Ich hoffe durch Editieren rutscht der Beitrag nicht wieder nach oben, will hier nämlich nur kurz die Info hinterlassen, falls mal wieder jemand ähnliche Probleme hat.
In der DIN EN 60068-2-27 ist eine Tabelle enthalten mit Beschleunigung, Schockdauer und Geschwindigkeitsdifferenz, woraus man sich die benötigten Werte recht gut ableiten kann.

[Diese Nachricht wurde von Sisbscho am 23. Sep. 2010 editiert.]

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Hallo Autodynprofis!! Ich versuche seit zwei Tage ein FE-Modell über Autodyn in SPH-Partikel für eine Prozesssimulation zu generieren,irgendwie wird gar keine SPH-Partikel generiert nur eine Fehlermeldung: ''No SPH nodes defined''.Mein Modell kam aus ein CAD-Modell von Solid-Works (Mikrowerkzeugmodell),der wurde eben effizient vernetzt und dann in Autodyn importiert,also bis jetzt verstehe ich immer noch nicht was ich da falsch gemacht habe,vielleicht weil es um ein komplexer Modell geht?oder?
Über eure Antworten werde ich mich sehr freuen.

Grüße

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