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Platte_gekruemmt_B.txt Platte_gekruemmt.jpg

Hallo zusammen,
ich modelliere gerade eine gekrümmte Platte, die auf Biegung beansprucht wird.

Die Platte kann als Voll-, Halb- oder Viertelmodell modelliert werden (Ausnutzung
von Symmetrien) und besteht aus solid185 und shell181 Elementen, da sie später als
Sandwich mit Deckschichten und Kern gerechnet werden soll.

Mein Problem:
Bei der Berechnung mit Halb- oder Viertelmodell entstehen enorme Spannungsspitzen
(siehe Bild) an der inneren Deckschicht (im Post1: esel,s,real,,20 und plnsol,s,y)
Symmetrie- und Randbedingungen habe ich überprüft, konnte aber keinen Fehler finden 

Vielleicht könnt ihr mir weiterhelfen, was am Inputfile geändert werden muß.

Vielen Dank schon mal, Grüße Christian

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Moin,
mein Tipp bei solchen Problemen ist mal alle angesetzten Randbedingungen (Kraefte, Momente, unterdrückte Verchiebungen etc.) bei einer solchen Spannungsdarstellung mal mit zu plotten - das erleichtert die Fehlersuche und auch Tipps für das weitere Vorgehen.

Gruß
Gerd

[Diese Nachricht wurde von smittytomcat am 05. Nov. 2010 editiert.]

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Platte_gekruemmt_B000.jpg

Hi Gerd,
hab mal ein Bild vom Viertelmodell mit Randbedingungen und Kräften angehangen.

Hoffe, das hilft weiter

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Bild1.jpg Bild2.jpg

Guten Morgen,

im Anhang findet ihr noch 2 Spannungsdarstellungen mit Randbedingungen und Reaktionskräften.
In Bild 2 ist zu erkennen, daß am linken bzw unteren Rand Symmetriebedingungen aufgebracht wurden:

dsym,symm,y  bzw dsym,symm,z

(siehe Inputfile im Eröffnungsbeitrag)

Ich hoffe ihr habt noch Ideen, wo der Fehler liegen könnte.
Grüße Christian

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Moin Christian,

so auf Anhieb sehe ich keinen Fehler. Ein Tipp wäre noch die Spannungen nür für die Schalen elementweise darzustellen, und auch mal zu schauen wie es mit den Schalenoberseite, mitte und -unterseite aussieht.

Meine Erfahrung bei solchen Sachen - aber wahrscheinlich hast Du es kontrolliert - ist mal zu schauen ob dort eventuell doppelte Knoten vorhanden sind.

Gruß
Gerd

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Also,
doppelte Knoten sind nicht vorhanden.

Interessanterweise tritt der Fehler nicht auf, wenn ich anstatt einer Schicht mit der Dicke d zwei Schichten mit der Dicke d/2 für die Shell-Elemente verwende:

sectype,1,shell
secdata,DeckHoehe/2,1
secdata,DeckHoehe/2,1

Die Spannungen an Ober- und Unterseite sowie mittig habe ich mir auch angesehen. Sie unterscheiden sich nicht  ?!?
(Keyopts 1 und 8 für Shell181 sind auf 2 gesetzt: stress-strain evaluation und store data for top, mid and bot)

Zu erwarten wäre allerdings ein Spannungsunterschied...

Beste Grüße, Christian

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Heureka, nun ist der Groschen gefallen.

Der Fehler lag in einer falsch gesetzten Keyopt.
Da mich die Spannungen und Dehnungen der Deckschicht interessierten,
habe ich für Shell181 die keyopt(1)=2 gesetzt (stress-strain evaluation only).

Die Elements Reference, die ich besitze (Ansys 8.0), enthält eine Beschreibung dieser Option nicht.
Also heute morgen die ER für Ansys 12.0 geholt und siehe da:

"To evaluate stresses and strains on exterior surfaces, use KEYOPT(1)=2. When used as overlaid elements on the faces of 3D elements,
this option is similar to the surface stress option. [...] The element used with this option does not provide any stiffness, mass or
load contributions. This option should not be used in single layered elements."

181-Elemente mit keyopt(1)=2 sind also "Dummy"-Elemente, deren angegebene Daten (Material,Geometrie,...) nicht berücksichtigt werden.
Sie können aber elegant genutzt werden, um die Oberflächenspannungen des darunterliegenden 3d-Modells zu ermitteln.

Vielleicht hilft das auch Euch weiter.
Vielen Dank an Gerd für sein Bemühen 

Grüße, Christian

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Moin Christain,

kurz noch was zu den Oberflächenspannungen. Besonders wenn Volumina Dickenveränderungen haben, oder aber an Knotenpunkten ist etwas Vorsicht angebracht, denn der Spannungszustand an der Oberfläche wird durch alle Dehungen beeinflußt, ein Effekt den man bei Shell-Elemten nicht hat, dort berechnen sich die Spannungen nur aus den Verschiefungen / Dehnungen in der Ebene des Shellelements, d.h. es fehlt die Dehung ezz, die aber das darunter liegende Volumenelemnt hat.

Weierhin viel Erfolg
Gruß
Gerd

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Danke für Deine Erläuterungen zur Oberflächenspannung.

Grüße, Christian

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