Hallo werte Gemeinde.
Diejenigen von euch, die schon einmal einen vorgegebenen Laminataufbau eines Bauteils im APDL-ANSYS definiert haben, werden das Problem wahrscheinlich kennen:
Zumeist wird der Laminataufbau in eine Vielzahl von theoretischen UD-Lagen und entsprechenden Orientierungswinkeln heruntergebrochen. Für jede Art (Glas, Kohle, Aramid etc.) wird dann eine Materialdefinition mit den mp-Befehlen erstellt. Der Rest, der für das Laminat nötig ist, wird durch die SECDATA-Befehle erschlagen. Nun tritt bei dieser Methode folgendes Problem ein, was inform eines Beispiellaminates dargestellt werden soll:
Das Laminat soll aus einer Lage Gewebe mit k = 0.5 bestehen.
Wird es nun in 2 um 90° zueinander gedrehte UD-Lagen runtergebrochen und die Materialdefinition für die UD-Lage erstellt (EX ungleich EY,EZ) kann nach dem Vernetzen für ein Element die resultierende ABD-Matrix abgefragt werden mit
SLIST,"Elementnr.,,,full
Berechnet man gleichzeitig von Hand die ABD-Matrix unter der Prämisse, das Laminat nicht herunterzubrechen, sondern die reduzierte Steifigkeit des Gewebes durch die Mittlung der beiden reduzierten Steifigkeiten der theoretischen UD-Lage zu erhalten und diese dann in die Formeln für die ABD-Matrix einzusetzen, entsteht gegenüber der Ausgabe in ANSYS eine Abweichung in der D-Matrix. Die A-Matrix ist identisch, weil sie vom Abstand der Einzelschichtmittelebene zur Laminatmittelebene unabhängig ist. Die D-Matrix ist jedoch quadratisch von diesem Abstand abhängig. Der Fehler entsteht also infolge des Runterbrechens auf 2 theoretische UD-Lagen. ANSYS hat statt eines symmetrisch, balancierten Laminats ein asymmetrisches, balanciertes Laminat verstanden.
Ich habe versucht diesem Problem dahingehend zu begegnen, indem ich das "Runterbrechen" eines Gewebes in 2 UD-Lagen weggelassen und die Materialdefinition statt auf eine UD-Lage nun auf ein Gewebe bezogen habe, wobei nun EX = EY ungleich EZ ist. Im Anhang ist zu finden, wie ich das genau gemacht habe. Leider entsteht auch dabei eine Abweichung. Sowohl in der A-Matrix als auch in der D-Matrix.
Kann mir jemand fachkundiges sagen, ob ich dabei irgendwo einen Eingabefehler gemacht habe, oder ob dieser Weg der Materialmodellierung in ANSYS prinzipiell nicht möglich ist?
Ich weiß, dass es in ANSYS auch die Möglichkeit gibt, das Material über TB,ANEL,... zu definieren. Allerdings, weiß ich nicht, wie ich die 6x6-Matrix füllen muss.
Motivation dieser Fragestellung ist übrigens für getestete Materialkennwerte eine Art Materialbibliothek zu erstellen, die aus m*n Materialdefinitionen besteht, wobei m die Anzahl verschiedener Bindungen und n die Anzahl verschiedener Faser- und Matrixkomibinationen ist.
Vielen Dank für eure guten Ratschläge.
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Dik
[Diese Nachricht wurde von AcroDirki am 20. Sep. 2011 editiert.]
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