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Thema: Parasitäre Bewegung von Strukturen mittels Verschiebung (3101 mal gelesen)
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Twitch Mitglied Student
Beiträge: 7 Registriert: 31.03.2011
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erstellt am: 31. Mrz. 2011 15:04 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hallo, im Rahmen meiner Masterarbeit möchte ich mich u.a. mit der Simulation von planaren Festkörpergelenkstrukturen beschäftigen. Konkret heißt das, ich möchte diese auf ihre Führungseigenschaften untersuche, also die Parasitären Bewegungen ermitteln. Im Anhang ist so einen einfache Struktur abgebildet. Nun möchte ich ermitteln wie groß die Verkippung bzw. der Versatz des gelagerten Elementes ist, wenn ich diese um 100µm in Richtung der X-Achse verschiebe. Um die korrekte Verkippung zu erhalten habe ich auf das Element 2 Koordinatensystem gelegt und berechne in Excel die Verkippung der Geraden zwischen diesen. Leider haben meine Ergbnisse rein gar nichts mit den Ergebnissen gemeinsam die ich mithilfe der "klassischen" Methode (einfache Geometrie) ermittelt habe. Das heißt meine Verkippung mittels FEM ist um den Faktor 5-10mal geringer als die durch die geometrische Analyse berechnete, bei der ich mir sicher bin das kein Fehler entahlten ist. Die Verschiebung habe ich an der mittigen Bohrung mit dem Befehl Verschiebung bzw. externe Verschiebung eingeleitet. Nun würde ich gerne Wissen wo mein Fehler liegen kann? Ich vermute das ich ungewollt Freiheitsgrade sperre und deshalb einen deutlich zu kleinen Wert erhalte. Wie ihr sicher merkt bin ich ein Anfänger mit Ansys, also hoffe ich auf die kompetente Hilfe erfahrener Anwender. MfG Benjamin [Diese Nachricht wurde von Twitch am 31. Mrz. 2011 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
deepblue Mitglied Simulationsingenieur
Beiträge: 912 Registriert: 17.04.2003 ANSYS v19.1, Mechanical, Fluent, ICEM CFD NX 12.0.1 TC 10, TCeasy Win7 64bit HP Z400; 3,3GHz; 12GB RAM NVIDIA Quadro FX2000
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erstellt am: 31. Mrz. 2011 16:54 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Twitch
Hallo Benjamin, erst mal herzlich willkommen hier im Forum! Hmmm, wo leitest Du den Deine externe Verschiebung ein? Auf der Bohrung in der Mitte? Bei externe Verschiebungen können "rigid" oder "deformable" eingeleitet werden. Was ist bei Dir eingestellt? Ich bin mir aber selbst nicht sicher was im Bezug auf die Verdrehung passiert - ich meine mit der Einstellung "deformable" sollte eine Verdrehung richtig eingeleitet werden. Im Zweifel kannst Du ja auch einen Bolzen einbauen und Kontakt definieren, die Kraft liegt dann am Bolzen an? Übrigens, Du gewinnst den Preis für das orginellste Tagesthema! - "Parasitäre Bewegungen" ... ich bin beeindruckt ------------------ Gruss Deepblue [Diese Nachricht wurde von deepblue am 31. Mrz. 2011 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Twitch Mitglied Student
Beiträge: 7 Registriert: 31.03.2011
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erstellt am: 31. Mrz. 2011 19:39 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hallo deepblue, vielen Dank für deine schnelle Antwort. Ich habe deine Ratschläge befolgt, konnte aber leider keine Änderungen feststellen, sowohl steif als auch verformbar liefern mir die gleichen Ergebnisse. Das mit dem Bolzen habe ich ausprobiert, habe aber auch da keine signifikante Änderung im Ergebnis gehabt. Den Kontakt zwischen Bolzen und Struktur habe ich auf "keine Trennung" eingestellt, da ich möchte, dass er einen Rotationfreiheitsgrad um z behählt. Ist dieser Gedanke richtig? Ich habe außerdem vermutet, dass der Fehler evtl. an den sehr kleinen Größen liegt, mit denen ich rechne (erwartete Verkippung lag bei 0,00198°). Um das auszuschließen habe ich ein äquivalentes Modell erstellt, in dem die Auslenkung und damit die erwartete Verkippung deutlich größer ist. Aber auch hier zeigt mir Ansys keine Verkippung an, nur einen minimalen Höhenversatz. Ich habe zum besseren Verständis meines kleinen Problems noch einmal 2 Bilder mit eingefügt, in denen man dieses Getriebe in SAM6.1 simuliert sieht. Dort erkennt man auch die Verkippung, die ich in Ansys so sehnlichst vermisse. Auserdem habe ich es auch mal mit einer Kraft auf den Bolzen versucht, aber auch hier ist das Ergebnis eine fast parallele Verschiebung. Ich hoffe weiterhin, dass mir jemand weiterhelfen kann! Mfg Benjamin P.S: Danke für die Auszeichnung! Ich finde auch "Parasitäre Bewegungen" ist eine wunderschöne Beschreibung für mein Problem [Diese Nachricht wurde von Twitch am 31. Mrz. 2011 editiert.] [Diese Nachricht wurde von Twitch am 31. Mrz. 2011 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
cgebhardt Moderator Maschinenbauingenieur
Beiträge: 1449 Registriert: 20.11.2000
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erstellt am: 31. Mrz. 2011 21:10 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Twitch
Hallo, Wurde die Analyse mit großen Deformationen durchgeführt? Findet man in den Analyseeinstellungen im Detailfenster. Damit wird die Veränderung der Geometrie waehrend der Analyse mit berücksichtigt. Gruß CG ------------------ Christof Gebhardt CAD-FEM GmbH Marktplatz 2 85567 Grafing Tel. +49 (0) 8092 7005 65 cgebhardt(at)cadfem.de www.cadfem.de Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Twitch Mitglied Student
Beiträge: 7 Registriert: 31.03.2011
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erstellt am: 01. Apr. 2011 10:27 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hallo Christof, vielen Dank für den Hinweis. Habe es nocheinmal mit "großen Deformationen" durchsimuliert und siehe da, es klappt. Ich bekomme Ergebnisse die sehr nah an der geometrischen Lösung sind! Das Leben kann so einfach sein! Nur noch eine Frage für mein eigenes Verständis (man will ja auch was lernen, nicht nur nachmachen): Wenn ich "große Deformationen" nicht aktiviert habe, rechnet das Programm sturr mein Modell durch, ohne auf evtl. Veränderungen der Geometrie (z.B. Rotaion) einzugehen? Wenn die Funktion aktiviert ist, schaut sich Ansys die resultierenden Veränderungen aufgrund meiner eingebrachten Verschiebungen bzw. Kraft an und bezieht diese in die Berechnung mit ein? Vielen Dank nocheinmal für die Hilfe. Mfg Benjamin Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
deepblue Mitglied Simulationsingenieur
Beiträge: 912 Registriert: 17.04.2003 ANSYS v19.1, Mechanical, Fluent, ICEM CFD NX 12.0.1 TC 10, TCeasy Win7 64bit HP Z400; 3,3GHz; 12GB RAM NVIDIA Quadro FX2000
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erstellt am: 01. Apr. 2011 16:03 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Twitch
Hallo Benjamin, ja richtig die großen Verformungen - da hatte ich auch schon gedacht - war aber der Meinung, dass es bei der Größenordnung nicht so eine deutliche Rolle spielen sollte... Große Verformungen berücksichtigen die Veränderung der Hebelarme bei verformter Geometrie. Wenn Du das einmal anschaulich rechnen möchtest, dann nimm einen Balken, spann ihn auf einer Seite ein und drück am anderen Ende drauf. Werte die Ergebnisse mit und ohne großen Verformungen aus... ------------------ Gruss Deepblue PS: Wenn ich das richtig verstanden habe, könnte man sagen die parasitären Verschiebungen aus dem nichtlinearen Verformungsverhalten resultieren und sich in einem Kraft-Weg-Diagram darstellen lassen?!? [Diese Nachricht wurde von deepblue am 01. Apr. 2011 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Twitch Mitglied Student
Beiträge: 7 Registriert: 31.03.2011
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erstellt am: 01. Apr. 2011 17:14 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hallo deepblue, ich bin mir nicht ganz sicher, ob ich dich richtig verstanden habe. Aber die "Parasitären Bewegungen" resultieren hauptsächlich aus der Rotation der beiden "Koppelelemente", sprich der beiden Ärmchen an den Seiten. Das schöne bei diesem Watt´schen Lenker ist das man aus 2 rotatorischen Bewegungen eine nahezu lineare (natürlich nur in einem begrenzten Bereich) und nur auf den Mittelpunkt bezogene, Bewegung erhalten kann. Alles was sich nicht im Zentrum des "Lenkers" befindet, verschiebt sich bzw. wandert nach oben oder unten, das sind meine "parasitären" Bewegungen. Solche Strukturen gibt es in der klassischen Getriebelehre viele, ich möchte u.a. untersuchen wie sich diese Strukturen als Festkörpergelenke verhalten. Den als Festkörpergelenkstrukturen kommen ja wieder ganz neue Einflussfaktoren hinzu. Ich hoffe ich hab jetzt nicht total an deiner Frage vorbeigeredet. Grüße Benjamin Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
cgebhardt Moderator Maschinenbauingenieur
Beiträge: 1449 Registriert: 20.11.2000
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erstellt am: 03. Apr. 2011 11:08 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Twitch
Hallo, Ja, erst mit grossen Verformungen kann es diesen Effekt überhaupt geben. Die Verlagerung aufgrund der Derformation wird erst damit mitgenommen. Wie gross die Werte sind, spielt absolut gesehen keine Rolle, wenn man sie sehen will, muss man den Effekt einschalten. In der Praxis sagt man, wenn der Sinus eines Winkels naeherungsweise mit dem Winkel selbst (in Rad) gleichgesetzt werden kann, kann man naeherungsweise linear, d h ohne grosse Deformationen rechnen. Ab ca 10 Grad ist das aber eben nicht mehr der Fall. Bei diesen Festkoerpergelenken wird man diesen Effekt immer mitnehmen. Es handelt sich dort ja oft um Hochpraezisionsanwendungen, wo man diesen Effekt und seine Auswirkungen kennen muss. Gruß CG
------------------ Christof Gebhardt CAD-FEM GmbH Marktplatz 2 85567 Grafing Tel. +49 (0) 8092 7005 65 cgebhardt(at)cadfem.de www.cadfem.de Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
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