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Hallo,

im Rahmen eine Bachelorarbeit soll ich verschiedene Ausführungen eines Querpressverbandes (z.B. ungekerbte Welle vs. Welle mit Kerbradien) miteinander analysieren und vergleichen. Dabei stellen sich mir momentan zwei Probleme:

1. Vernetzung

Damit alle Simulationsmodelle gut miteinander vergleichbar sind, möchte ich die Wellen alle möglichst gleich und regelmäßig vernetzen.
Liegt eine ungekerbte Welle vor lässt sie sich sehr schnell und einfach vernetzen. Ich definiere dazu einfach eine Elementgröße auf der Fügefläche. Damit erhalte ich solch eine regelmäßig vernetzte Oberfläche.

Bei der gekerbten Welle muss ich als Vernetzungsmethode erst mal Hex Dominant einstellen, da die Welle sonst sehr unregelmäßig mit Tetraedern vernetzt würde. Die daraus resultierenden Ergebnisse sind dann teilweise einfach nur Bullshit. Ich erhalte dann an manchen Stellen extreme Spannungsüberhöhungen. (bei den folgenden Simulationen erhalte ich analytisch eine Radialspannung von 65 MPa)

Mit Hex Dominant und Elementgröße von 5 mm auf Fügefläche, Radien und Lagerflächen erhalte ich solch ein Netz.

Sieht eigentlich recht regelmäßig aus und das Modell liefert plausible Werte. Soweit so gut.
Jetzt ist es aber so, dass ich die Welle gerne feiner vernetzen würde.
Das sieht dann aber so aus und die Ergebnisse sind teilweise mehr als fragwürdig.

Wieso vernetzt Ansys aus mir keinem ersichtlichen Grund an manchen Stellen so unregelmäßig? Was kann ich dagegen tun?

2. Pfaderstellung

Mittels eine Pfadauswertung möchte ich die Spannungen entlang einer Linie auswerten, um daraus ein "Weg/Spannung"-Diagramm zu erstellen.
Das gelingt mir bei der ungekerbten Welle auch optimal.
Bei der gekerbten würde ich gerne einen Pfad entlang der Bauteilgeometrie erstellen. Das gelingt mir aber nicht, da der Pfad ja nur eine Gerade ist.
Ich kann zwar Spannungen entlang der Linie auswerten, (ohne Pfadauswertung) wenn ich dann aber die Werte in Excel exportiere bekomme ich nur die x/y/z-Koordinaten und die Spannungswerte.
Bei der Pfadauswertung sind noch die Längenpunkte s der Welle in mm enthalten.
Was würdet ihr mir hier empfehlen?

Für eure Hilfe bin ich so überaus dankbar!

Liebe Grüße,
Oliver

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add. 1.)
Vergiss mal die anscheinende Unregelmäßigkeit in der Mitte des Stabes. Deine "Spannungsüberhöhung" kommt daher dass Deine Kerbe zu grob vernetzt ist. Emfpehlung ca. 10 Elemente über die Kerbe.

Wenn Du trotzdem die Vernetzung besser steuern möchtest mußt Du den Zylinder in 5 Zonen unterteilen und diese seperat vernetzen. Stichwort MultiZone - Beschreibungen findest Du auf dem Customer Portal bei ANSYS.

add. 2) Ich würde versuchen ein Ergebnis einzufügen und unter Geometrie alle betroffenen Kanten anwählen, da Du ein Viertelmodell hast müßte das optimal funktionieren.

Alternativ: würde ich versuchen im DesignModeller einen Pfad auf die Geometrie zu legen.

Eine Frage hätte ich auch noch. Interessehalber. Wenn Du ungekerbten und gekerbten Stab miteinander Vergleichen möchtest, warum gibts Du die Normalspannungen in Richtung X aus (keine Aussage über die anderen Richtungen) und nicht die Vergleichspannungen (Eindeutige Beschreibung des 3dimensionalen Spannungszustandes)?

Hoffe ich konnte helfen.

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Gruß
Rene

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Zitat:

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Deine "Spannungsüberhöhung" kommt daher dass Deine Kerbe zu grob vernetzt ist. Emfpehlung ca. 10 Elemente über die Kerbe.

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Das war es! Ich habe die Vernetzung an der Kerbe um ein vielfaches verfeinert und nun erhalte ich plausiblere Ergebnisse.

Zitat:

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add. 2) Ich würde versuchen ein Ergebnis einzufügen und unter Geometrie alle betroffenen Kanten anwählen, da Du ein Viertelmodell hast müßte das optimal funktionieren.

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Ich habe eine Mischung aus beidem gemacht. Die Fügefläche und die Lagerflächen habe ich weiterhin als Pfad angegeben.
An den Radien werte ich die beiden Kanten aus. Dadurch erhalte ich letztendlich genau die Werte, die ich benötige.

Zitat:

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Wenn Du ungekerbten und gekerbten Stab miteinander Vergleichen möchtest, warum gibts Du die Normalspannungen in Richtung X aus (keine Aussage über die anderen Richtungen) und nicht die Vergleichspannungen (Eindeutige Beschreibung des 3dimensionalen Spannungszustandes)?

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Ich vergleiche letztendlich die Radial-/Tangential- und Vergleichsspannung jeweils miteinander. Auf dem Bild wird gerade mal die Radialspannung gezeigt. Natürlich interessiert mich in meiner Arbeit mehr. 

Ich bedanke mich für die Hilfe! Du hast mir sehr weiter geholfen!

Grüße,
Olli

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