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Autor
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Thema: Modalanalyse langer Stab (6528 mal gelesen)
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Staplerfahrer-Klaus Mitglied
Beiträge: 31 Registriert: 03.11.2011 ANSYS 13.0 Abaqus FEA 6.9
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erstellt am: 08. Nov. 2011 01:05 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hallo, ich habe etwas Verständnisproblem mit der Torsionseigenform eines langen Stabes, siehe Anhang. Die Länge des Stabs macht ihn weich gegenüber Torsion. Damit treten schnell große Winkel auf, und das Problem wird nichtlinear, soweit klar. Wieso aber hat das einen Einfluß auf die Modalanalyse und die dabei berechnete Eigenform, die völlig verzerrt wird? Vielen Dank für die Hilfe! [Diese Nachricht wurde von Staplerfahrer-Klaus am 08. Nov. 2011 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
tobster Mitglied Simulant
Beiträge: 139 Registriert: 08.02.2011 Ansys Workbench 12.1 und ein gut ausgestatteter PC
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erstellt am: 08. Nov. 2011 08:07 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Staplerfahrer-Klaus
Es ergibt sich aufgrund der Randbedingungen die Möglichkeit für die Torsionsschwingung. Die Frequenz der Torsionsschwingung wird mit 8000 Hertz angegeben. Das Aufblasen des Stabes liegt an der geometrischen Linearität und das gab es bereits etliche Male in diesem Forum. (Die Modalanalyse rechnet ein lineares Problem) [Diese Nachricht wurde von tobster am 08. Nov. 2011 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Staplerfahrer-Klaus Mitglied
Beiträge: 31 Registriert: 03.11.2011 ANSYS 13.0 Abaqus FEA 6.9
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erstellt am: 08. Nov. 2011 08:56 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Ich habe bestimmt eine Stunde im Forum gelesen und nichts derartiges gefunden, bitte verlinken. Dass eine Torsion bei großen Winkeln nichtlinear wird ist mir klar. Die Frage war vielleicht ungenau gestellt, war etwas spät gestern... Ich verstehe nicht, warum die Torsionsmode eines kurzen Stabes mit dem selben Druchmesser anders aussieht als die eines langen Stabes. Das Problem ist doch das selbe, in der mode shape Animation wird aber ein langer, weicher Stab mehr gedehnt als ein kurzer Steifer. Woher kommt das? Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
smittytomcat Mitglied Naval Architect / Dipl.-Ing. Schiffbau, selbstständig
Beiträge: 1325 Registriert: 23.08.2005 ANSYS Bricscad Windows XP Prof 32 bit SP 3 Windoof 7 Prof 64 bit Dell Precision's Bleistift Radiergummi Dreieck Papier Dubbel etc. Taschenrechner den eigenen Kopf ...
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erstellt am: 08. Nov. 2011 09:42 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Staplerfahrer-Klaus
Moin, ob bei der Schwingung große Winkel auftreten kannst Du dovch nicht aus der gezeigten Eigenform ableiten - die Amplitude ist fast "willkürlich" (Skaliert auf die Massenmatrix je nach Option). Gruß Gerd Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
farahnaz Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Ing.
Beiträge: 2483 Registriert: 24.04.2007 CAE, FEM, Test, NPD
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erstellt am: 11. Nov. 2011 20:39 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Staplerfahrer-Klaus
Diese Eigenform ist eine ganz lineare Drehung. Das Bild ist nur eine grafische Täuschung die vorkommt, während Ansys in diesem Fall die Drehung skaliert. Die grafische Skalierung geschieht indem skalierte Verschiebungen zu den Profil-Oberflächlichen addiert werden. Diese Verschiebungen sind in dieser Eigenform tangential und deshalb täuschen als ob der Stange dicker würde. ------------------ Moe [Diese Nachricht wurde von farahnaz am 11. Nov. 2011 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Staplerfahrer-Klaus Mitglied
Beiträge: 31 Registriert: 03.11.2011 ANSYS 13.0 Abaqus FEA 6.9
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erstellt am: 13. Nov. 2011 23:30 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
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smittytomcat Mitglied Naval Architect / Dipl.-Ing. Schiffbau, selbstständig
Beiträge: 1325 Registriert: 23.08.2005 ANSYS Bricscad Windows XP Prof 32 bit SP 3 Windoof 7 Prof 64 bit Dell Precision's Bleistift Radiergummi Dreieck Papier Dubbel etc. Taschenrechner den eigenen Kopf ...
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erstellt am: 14. Nov. 2011 08:45 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Staplerfahrer-Klaus
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cgebhardt Mitglied Maschinenbauingenieur
Beiträge: 1449 Registriert: 20.11.2000
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erstellt am: 14. Nov. 2011 21:18 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Staplerfahrer-Klaus
Einfacher Test: reines Moment auf einen runden Stab aufbringen und verformte Geo darstellen. Stab wird mit der Laenge immer dicker. Zumindest in der Darstellung. Warum? Zeichnen Sie einen Kreis mit 4 Punkten ueber den Umfang. Zeichnen Sie an den 4 punkten 4 tangentiale Pfeile. verbinden Sie die Pfeilspitzen um die verformte Geo zu bekommen. Was macht der Kreis? Er dreht und waechst im Durchmesser. Ein reiner Darstellungseffekt, vor allem durch das Hochskalieren der Verschiebung. Also keine Sorge, das ist "normal". 1:1 Darstellung in der Statik hilft. Wenn der Effekt dann immer noch da waere, waere die Aktivierung der geometr. Nichtlinearitaet angesagt. Bei einer Modalanalyse gibts eh keine Absoutwerte fuer die Verschiebubg, deshalb ist eine 1:1 Darstellung vielleicht lustig (von den Eigenformen her) aber sinnlos. Gruss CG Gruss ------------------ 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 |
Staplerfahrer-Klaus Mitglied
Beiträge: 31 Registriert: 03.11.2011 ANSYS 13.0 Abaqus FEA 6.9
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erstellt am: 15. Nov. 2011 01:48 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
An dieser Stelle mal Danke für die vielen Antworten! Dass eine Torsion rein physikalisch ein linearer Vorgang ist, ist mir klar. Dass die beschriebene Verformungen Darstellungseffekte sind, sehe ich inzwischen auch ein. Das liegt aber doch an der Tatsache, dass die Torsion in der FE an sich nichtlinear ist, richtig? Heißt, bei großen Winkeln wird die FE-Rechnung sofort nichtlinear. Statisch kann ich das dann ausiterieren, aber was mache ich bei harmonischer Anregung? Mein Modell wird so stark angeregt, dass es sich um fast 30 Grad tordiert. Mein zweites Problem habe ich schon in diesem Thread hier versucht zu erklären: Wenn ein Stab tordiert wird, dann sollte er sich doch verkürzen. Ich stelle mir dazu vor, dass die Mantelfläche des Stabes aus einzelnen Streifen besteht. Wenn man den Stab tordiert, verdrehen sich diese Streifen um den Stab, d.h. es tritt eine Tangentialkomponente auf und dadurch muss die Axialkomponente kürzer werden. Wieso tut der Stab das in meinem Modell nicht?
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arnd13 Mitglied Dipl. Ing.
Beiträge: 735 Registriert: 05.11.2008
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erstellt am: 15. Nov. 2011 12:29 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Staplerfahrer-Klaus
Hallo Klaus, Ein paar Anmerkungen: "Mein Modell wird so stark angeregt, dass es sich um fast 30 Grad tordiert." Woher weißt Du das? Hast Du einen realen Test durchgeführt? Wenn tatsächlich Verdrehwinkel von 30 Grad auftreten, muss definitiv mit großen Verformungen gerechnet werden. Die Rechnung ist dann nichtlinear und die Verformungen im Anregungszustand müssen volltransient berechnet werden. "Wenn ein Stab tordiert wird, dann sollte er sich doch verkürzen." Wenn nicht mit großen Verformungen gerechnet wird, also nur mit sehr kleinen Winkeln, gilt die Annahme sin(alpha)=tan(alpha) Das heißt, die Verdrehungen sind so klein, dass sich in Querrichtung zur Verschiebung/Verdrehung keine Längenänderung ergibt. ------------------ Gruß, A. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Staplerfahrer-Klaus Mitglied
Beiträge: 31 Registriert: 03.11.2011 ANSYS 13.0 Abaqus FEA 6.9
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erstellt am: 15. Nov. 2011 20:43 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Ich kenne das Anregungsmoment. Die statische Torsionssteifigkeit habe ich aus statischer Rechnung mit großer Verformung abgeschätzt. Demnach komme ich auf etwa 30 Grad Auslenkung. Aber auch wenn es dynamisch nur 10 Grad sein sollten, ist eine Linearisierung ja schon viel zu ungenau (fast 2% Winkelfehler). Eine volltransiente Rechnung mit Resonanzanregung (bei reiner Strukturdämpfung in Stahl) erfordert ja eine riesige Einschwingzeit. Nichtlinear gerechnet kann das ja Wochen dauern. Da muss ich mir erst Gedanken machen, ob das so Sinn macht. Zum Thema Axialverschiebung: Ich hatte auch bei statisch nichtlinearer Rechnung nur derart kleine Verschiebungen in Axialrichtung, dass ich die auf die Numerik geschoben habe, zumal da auch positive Werte auftraten! Ich werde das aber noch einmal prüfen. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Staplerfahrer-Klaus Mitglied
Beiträge: 31 Registriert: 03.11.2011 ANSYS 13.0 Abaqus FEA 6.9
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erstellt am: 16. Nov. 2011 01:01 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Ich habe jetzt nochmal nachgerechnet. Die angehängten plots sind von einer statischen nichtlinearen Rechnung eines Stabs, bei dem eine Stirnseite gefixt ist und die andere mit einem Moment beaufschlagt ist. Der sich einstellende Torsionswinkel beträgt etwa 10 Grad. Komischerweise ergibt sich durch die Torsion eine Verlängerung des Stabs. Analytisch nachgerechnet sollte auch der Betrag der Verschiebung etwa viermal so hoch sein. Desweiteren sollte in der Mittelachse ja eine neutrale Faser sein, die weder tordiert noch axialverschoben wird. Was läuft hier schief? [Diese Nachricht wurde von Staplerfahrer-Klaus am 16. Nov. 2011 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
smittytomcat Mitglied Naval Architect / Dipl.-Ing. Schiffbau, selbstständig
Beiträge: 1325 Registriert: 23.08.2005 ANSYS Bricscad Windows XP Prof 32 bit SP 3 Windoof 7 Prof 64 bit Dell Precision's Bleistift Radiergummi Dreieck Papier Dubbel etc. Taschenrechner den eigenen Kopf ...
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erstellt am: 16. Nov. 2011 08:07 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Staplerfahrer-Klaus
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Staplerfahrer-Klaus Mitglied
Beiträge: 31 Registriert: 03.11.2011 ANSYS 13.0 Abaqus FEA 6.9
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erstellt am: 16. Nov. 2011 16:48 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Das System besteht, wie beschrieben, nur aus einem zylindrischen Stab mit linearelastischem Materialmodell, der an einer Stirnseite gefixt ist und an der anderen mit einem Moment beaufschlagt wird. Die Bilder stammen aus einem Schnellschuss in der Workbench. Ich hatte dabei aber nicht beachtet, dass die Axialverschiebung (oder zumindest deren radiale Verteilung) wesentlich von der Interface-Formulierung zum Aufprägen des Moments abhängt und ich nicht wirklich weiß was in der WB dabei passiert. Ich habe jetzt das gleiche noch schnell als Skript geschrieben mit einer distributed coupling Formulierung. Die Axialverschiebung ist nun in die richtige Richtung und eine Größenordnung höher und damit um den Faktor 3 größer als die analytische Abschätzung. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
cgebhardt Mitglied Maschinenbauingenieur
Beiträge: 1449 Registriert: 20.11.2000
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erstellt am: 18. Nov. 2011 22:12 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Staplerfahrer-Klaus
Hallo, das bestätigt mal wieder die Grundregel, nicht auszuwerten in Bereichen starker Idealisierung (wie das bei Randbedingungen halt in der Regel so ist). Man kann die Abweichung geometrisch linear/nichtlinear übrigens abschätzen, wenn man den Winkel in Rad mit seinem Sinus vergleicht. Und die Problematik mit der länger dauernden transienten Analyse ist immer wieder eine. In einigen Anwendungen werden nichtlineare Effekte linearisiert, damit man mit der modalbasierten Dynamik arbeiten kann (Arbeiten im Frequenzbereich wie in der Harmonischen oder modale Superposition für transiente Abläufe), weil sie einfach so schön schnell ist. Wenn die Linearisierung hinnehmbar ist, kriegt man damit immerhin schon mal ein Ergebnis. Aber es gibt ja noch jede Menge weiterer Lösungsansätze (Rigid Body, CMS, Explizit...), die alle ihre spezifischen Vorteile haben. Welcher der effizienteste ist, hängt eben vom Anwendungsfall ab, es gibt nicht die eine Methode, die alle anderen in jeder Hinsicht schlägt. 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 |
Staplerfahrer-Klaus Mitglied
Beiträge: 31 Registriert: 03.11.2011 ANSYS 13.0 Abaqus FEA 6.9
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erstellt am: 24. Nov. 2011 09:48 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Die Interface-RB verfälscht mir ja die Axialverschiebung im ganzen Rundstab und nicht nur im Bereich der RB. Wie lässt sich dann ein Torsionslastfall an einem Stab mit Berücksichtigung der Axialverschiebung rechnen? Zur Dynamikrechnung: Eine Linearisierung hilft mir hier nicht weiter, da dann ja die Axialverschiebung verschwindet. Eine Rechnung mit Starrkörpern hilft mir nicht weiter, da mich ja gerade große Verformungen interessieren. Was ist mit cms gemeint? Explizit zu rechnen verbessert die Situation zwar vmtl., ändert aber das Grundproblem nicht, oder? Ich habe an dieser Stelle irgendwie immer noch eine gedankliche Sperre: Mein Problem ist physikalisch linear, nur die Beschreibung ist nichtlinear. Weil ich durch die Torsion schnell große Verformungen bekomme, kann ich diese auch nicht linearisieren. Bzw. in Wahrheit ist es umgekehrt: Meine Beschreibung ist linear und wird damit bei großen Verformungen schnell falsch, da solche in dieser Beschreibung nichtlinear sind. Folglich muss ich entweder die Steifigkeitsmatrix iterativ anpassen, oder die Beschreibungsart wechseln, womit ich dann Ansys verlasse… Soweit richtig? Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
ChristophN Mitglied Berechnungsingenieur
Beiträge: 773 Registriert: 13.12.2008
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erstellt am: 24. Nov. 2011 10:01 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Staplerfahrer-Klaus
Zitat: Original erstellt von Staplerfahrer-Klaus: Soweit richtig?
Nein, lieber noch mal in den Grundlagen nachschauen. Fragen, die du dann beantworten können solltest, wären: Was sind lineare Probleme? Was sind nichtlineare Probleme? Wo können Nichtlinearitäten auftreten? Wie werden nichtlineare Probleme behandelt? Was ist eine Linearisierung? Wie funktioniert das NEWTON-RAPHSON-Verfahren? Was wird bei vorgespannten Modalanalysen berechnet? Die Antworten auf diese Fragen helfen schnell bei der Findung der Lösung deines Problems. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Staplerfahrer-Klaus Mitglied
Beiträge: 31 Registriert: 03.11.2011 ANSYS 13.0 Abaqus FEA 6.9
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erstellt am: 24. Nov. 2011 10:44 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Danke für die Hilfe. Ich denke, ich kann diese Fragen für mich zufriedenstellend benatworten. Das hilft mir aber nicht wirklich weiter. Ich sehe nicht, was an meinem Statement falsch ist. Vor allem sehe ich nicht, was eine vorgespannte Modalanalyse mit meinem Problem zu tun hat. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
ToTacheles Mitglied
Beiträge: 1328 Registriert: 01.04.2003
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erstellt am: 24. Nov. 2011 11:07 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Staplerfahrer-Klaus
Zitat: Original erstellt von Staplerfahrer-Klaus: Das System ... an einer Stirnseite gefixt ist und an der anderen mit einem Moment beaufschlagt wird. ...
Ein solches System geometrisch nichtlinear zu rechnen, wäre nicht sinnvoll. Du könntest erst die Lagerung (Festlager, Loslager, ...) korrekt einbringen und dann geometrisch nichtlinear rechnen. ------------------ Pro/MECHANICA® verstehen lernen Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Staplerfahrer-Klaus Mitglied
Beiträge: 31 Registriert: 03.11.2011 ANSYS 13.0 Abaqus FEA 6.9
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erstellt am: 24. Nov. 2011 11:20 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Wir reden hier nur von einem Minimalbeispiel, an dem ich die Effekte verstehen will. Das reale Bauteil ist am einen Ende über eine Länge von zwei Stabdurchmessern reibschlüssig über den kompletten Umfang fixiert, was definitiv als feste Einspannung zu betrachten ist. Am anderen Ende werden verschiedene Kräfte aufgeprägt, die eine axiale Dehnung, eine Biegung und eben eine Torsion bewirken. Ich interessiere mich hier zunächst nur für die Torsion (das ist auch der Haupteffekt). Daher präge ich in diesem Minimalbeispiel ein Moment auf die Stirnfläche auf, das mit einem spider web gekoppelt ist. Die feste Einspannung an der Stirnseite dient der Vereinfachung. Aufgrund des langen Stabes sehe ich nicht, dass eine Einspannung am Umfang am prinzipiellen Effekt viel ändert. [Diese Nachricht wurde von Staplerfahrer-Klaus am 24. Nov. 2011 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
ToTacheles Mitglied
Beiträge: 1328 Registriert: 01.04.2003
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erstellt am: 25. Nov. 2011 08:05 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Staplerfahrer-Klaus
Zitat: Original erstellt von Staplerfahrer-Klaus: ... Das reale Bauteil ist am einen Ende über eine Länge von zwei Stabdurchmessern reibschlüssig über den kompletten Umfang fixiert, was definitiv als feste Einspannung zu betrachten ist. Am anderen Ende werden verschiedene Kräfte aufgeprägt, die eine axiale Dehnung, eine Biegung und eben eine Torsion bewirken. ...
Wenn das reale Bauteil tatsächlich nicht geführt wird, und das ein langer Stab ist, dann würde ich zunächst die Instabilität prüfen. Eine nichtlineare Rechnung sollte hier kleinere Verschiebungswerte liefern als eine lineare. Wird die Dehngrenze überschritten? Da es keine Volumenkonstanz gibt, und die Verschiebungen am Rand des Stabes größer sind als die "neutrale Faser", erwarte ich, dass sich die flache Stirnfläche wölbt. Theoretisch natürlich, aufgrund Deines Modells eben. Auf der Lasteinleitung hast Du ja keine Einspannungen. Die Stirnfläche ist dann nicht mehr flach, interessiert Dich etwa das? ------------------ Pro/MECHANICA® verstehen lernen Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Staplerfahrer-Klaus Mitglied
Beiträge: 31 Registriert: 03.11.2011 ANSYS 13.0 Abaqus FEA 6.9
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erstellt am: 25. Nov. 2011 09:18 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Zitat: Original erstellt von ToTacheles: Wenn das reale Bauteil tatsächlich nicht geführt wird, und das ein langer Stab ist, dann würde ich zunächst die Instabilität prüfen. Eine nichtlineare Rechnung sollte hier kleinere Verschiebungswerte liefern als eine lineare. Wird die Dehngrenze überschritten? ...
Das reale Bauteil ist stabförmig. Die genaue Geometrie ändert nichts an den grundlegenden Prinzipien, die ich hier besprechen will. Mit diesem Minimalbeispiel kann man mehr Leute mitnehmen und es hilft vielleicht auch anderen. Die Stabilität gegen Knicken prüfen? Dehngrenze beachten? Das wird am realen Bauteil selbstversändlich gemacht. Das macht aber nur mit dem Ensemble an Lasten Sinn. Hier interessiert mich zunächst nur die die Torsion. Zitat: Original erstellt von ToTacheles: ... Da es keine Volumenkonstanz gibt, und die Verschiebungen am Rand des Stabes größer sind als die "neutrale Faser", erwarte ich, dass sich die flache Stirnfläche wölbt. Theoretisch natürlich, aufgrund Deines Modells eben. Auf der Lasteinleitung hast Du ja keine Einspannungen. Die Stirnfläche ist dann nicht mehr flach, interessiert Dich etwa das?
Genau das interessiert mich! Denn von dieser "Wölbung" hängen die anderen Kräfte ab. Ich kann aber eine "Wölbung", die auf Torsion beruht, nicht modellieren, da meine Krafteinleitung eine zu große, unrealistische Rückwirkung hat. Das zweite Problem bleibt der hohe Betrag meines Lastmoments, der eine nichtlineare Rechnung erforderlich macht. Da ich aber dynamische Lasten habe sehe ich derzeit keine Möglichkeit, das sinnvoll zu rechnen.
Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Mustaine Ehrenmitglied V.I.P. h.c.
Beiträge: 3585 Registriert: 04.08.2005 Abaqus
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erstellt am: 25. Nov. 2011 09:46 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Staplerfahrer-Klaus
Wo ist denn eigentlich noch das Problem? Du weißt dass du eine nichtlineare Analyse brauchst um vernünftige Ergebnisse zu bekommen, somit kannst du eben nicht linear rechnen. Dass dann die nichtlineare Analyse länger dauert als die lineare, ist halt etwas was hinnehmen musst und keiner hier ändern kann. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Staplerfahrer-Klaus Mitglied
Beiträge: 31 Registriert: 03.11.2011 ANSYS 13.0 Abaqus FEA 6.9
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erstellt am: 25. Nov. 2011 09:48 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
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cgebhardt Mitglied Maschinenbauingenieur
Beiträge: 1449 Registriert: 20.11.2000
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erstellt am: 25. Nov. 2011 22:35 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Staplerfahrer-Klaus
Die Antwort ist super. Es gibt nie nur einen Weg, es gibt immer Alternativen. Ja, das ist so, vermutlich auch in der Euro Krise. Ob aber alle Alternativen gleich gluecklich machen ist eine spannende Frage. Ich wuensche ein glueckliches Haendchen fuer die richtige Entscheidung. Und behalten Sie sich diese Offenheit, nach Alternativen zu suchen. gruss CG Ps: Ausgangspunkt war eine Modalanalyse, die linear ist und keine Amplituden liefert. Dort wuerde ich mit den Ueberlegungen nochmal beginnen. ------------------ Christof Gebhardt CAD-FEM GmbH Marktplatz 2 85567 Grafing Tel. +49 (0) 8092 7005 65 cgebhardt(at)cadfem.de www.cadfem.de [Diese Nachricht wurde von cgebhardt am 25. Nov. 2011 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
ToTacheles Mitglied
Beiträge: 1328 Registriert: 01.04.2003 Creo Simulate 2.0 M080
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erstellt am: 26. Nov. 2011 07:59 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Staplerfahrer-Klaus
Zitat: Original erstellt von Staplerfahrer-Klaus: Zum einen ist das "nur" der zweite Teil meines Problems....
Wenn die Lastrückwirkung das Ergebnis verfälscht, der Stab wird länger anstatt sich zu verkürzen (nichtlineare Rechnung), würde ich die Last verlagern, z.B. einige Millimeter hiter die Stirnfläche. Dann Modell vereinfachen, zyklische Symmetrie wäre gut. Dann die Last als Druck aufbringen, auf einem "Hilfshöcker" oder so. Drucklast wird sicher nachgeführt (hatte Ansys 5.4 gelernt, kann mich leider an fast nichts erinnern). Elemente an der Stirnfläche extrem fein setzen, da dieser Effekt (bezweifle, dass sich sonst noch jemand dafür interessiert) im mikroskopischen Bereich stattfindet. Gruß Paul ------------------ Pro/MECHANICA® verstehen lernen Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Staplerfahrer-Klaus Mitglied
Beiträge: 31 Registriert: 03.11.2011 ANSYS 13.0 Abaqus FEA 6.9
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erstellt am: 26. Nov. 2011 14:15 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Also länger wurde der Stab nur in der Workbench, wo ich aber eben auch nicht weiß, wie dort ein Moment aufgeprägt wird... Den Momenteingriffspunkt zu verlagern und die Diskretisierung des Stirnbereichs zu vergrößern wird nichts bringen. Der Effekt wirkt ja über das ganze Volumen. Was man an der Stirnfläche dann sieht ist eine Summation des Effekts über die Länge und er wird nur durch die Länge des Stabes wirklich sichtbar. Wenn ich den Angriffspunkt verlagere, wird zum einen der Effekt kleiner, weil der Torsionswinkel abnimmt und zum anderen ändert sich an der radialen Verteilung nichts, da ich ja auch am verlagerten Angriffspunkt irgendwie die Knoten über den Querschnitt koppeln muss. Wie ich mit einer Drucklast über Hilfshöcker ein Moment erzeugen soll, habe ich nicht verstanden. [Diese Nachricht wurde von Staplerfahrer-Klaus am 26. Nov. 2011 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
smittytomcat Mitglied Naval Architect / Dipl.-Ing. Schiffbau, selbstständig
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erstellt am: 26. Nov. 2011 14:41 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Staplerfahrer-Klaus
So, um diese leidige Diskussion um eine Verlängerung mal zu beenben schlage ich Dir vor mal ein lokales zylindrische Koordinatensystem in Stablängsrichtung zu erzeugen und dies dann als Auswertesystem zu benutzen (RSYS = num). Dort kannst Du dann ja mal dann die Verformung in z-Richtung plotten lassen). Wahrscheinlich treten nur im Einleitbereich nennenswerte Axialverschiebungen.Das bei der Verwenung von Volumenelementen auch Dehnungen in allen Richtungen auftreten - mit eingen Ausnahmen in den Materialgestzen - ist doch keine neue Erkenntnis. Zum zweiten ist mir unklar warum bei diesem langen Stab (lang im Verhältnis zum Durchmesser) die Verdrehung von 10° schon nichtlinear sein sein. Würdest Du bei einem Viertel der Stablänge und einer Verdrehung von 2.5° sagen alles sein noch linear? Wichtig sind doch die auftretenden Dehungen. Gerd Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Staplerfahrer-Klaus Mitglied
Beiträge: 31 Registriert: 03.11.2011 ANSYS 13.0 Abaqus FEA 6.9
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erstellt am: 26. Nov. 2011 15:33 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Zitat: Original erstellt von smittytomcat: So, um diese leidige Diskussion um eine Verlängerung mal zu beenben schlage ich Dir vor mal ein lokales zylindrische Koordinatensystem in Stablängsrichtung zu erzeugen und dies dann als Auswertesystem zu benutzen (RSYS = num). Dort kannst Du dann ja mal dann die Verformung in z-Richtung plotten lassen). Wahrscheinlich treten nur im Einleitbereich nennenswerte Axialverschiebungen.Das bei der Verwenung von Volumenelementen auch Dehnungen in allen Richtungen auftreten - mit eingen Ausnahmen in den Materialgestzen - ist doch keine neue Erkenntnis.
Ich arbeite hier bereits in Zylinderkoord. und plotte genau so meine Axialverschiebungen. Dies treten nicht nur im Einleitungsbereich auf, sondern linear über die gesamte Stablänge. Genau das ist auch das, was ich erwarten würde. Probleme sind zum einen der Betrag, der von meiner analytischen Abschätzung abweicht (wobei ich die auch nicht als gesicherte Erkenntnis gelten lassen will) und zum anderen die radiale Verteilung der Axialverschiebung. Meinem Verständnis nach sollte in der Realität in der Stabachse eine neutrale Faser liegen und die Axialverschiebung nach außen zunehmen. Das verhindert aber meine Interfaceformulierung. (Zum Dritten verstehe ich nicht warum die Workbench mir eine Stabverlängerung ergibt...) Zitat: Original erstellt von smittytomcat: Zum zweiten ist mir unklar warum bei diesem langen Stab (lang im Verhältnis zum Durchmesser) die Verdrehung von 10° schon nichtlinear sein sein. Würdest Du bei einem Viertel der Stablänge und einer Verdrehung von 2.5° sagen alles sein noch linear? Wichtig sind doch die auftretenden Dehungen.
Linear ist ja garnichts. Die Frage ist wieviel Fehler kann ich akzeptieren. Und der Fehler ist mir bei 10Grad vermutlich schon zu hoch. Ist der Vergleich mit einem kurzen Stab mit entsprechend kleinerem Torsionswinkel wirklich zutreffend?
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smittytomcat Mitglied Naval Architect / Dipl.-Ing. Schiffbau, selbstständig
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erstellt am: 26. Nov. 2011 15:57 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Staplerfahrer-Klaus
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ToTacheles Mitglied
Beiträge: 1328 Registriert: 01.04.2003
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erstellt am: 28. Nov. 2011 06:31 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Staplerfahrer-Klaus
Ich würde folgendes Versuchen: 1. Zyklische Symmetrie (Kuchenstück) definieren, da nur das Drehmoment und keine Instabilität gefragt. 2. Das Problem der Lasteinleitung wird entschärft, man hat eine Kraftkomponente in Tangentislrichtung. 3. Etwa 5-10 mm hinter der Stirnfläche wird die Last aufgebracht, damit ist die Stirnfläche frei von der Rückkopplung mit der Last. Eine Last als Druck wäre sicher nachgeführt, für eine nichtlineare Rechnung. ------------------ Pro/MECHANICA® verstehen lernen Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
ToTacheles Mitglied
Beiträge: 1328 Registriert: 01.04.2003 Creo Simulate 2.0 M080
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erstellt am: 29. Nov. 2011 18:30 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Staplerfahrer-Klaus
Hallo Klaus, wahrscheinlich habe ich mich umglücklich ausgedrückt. Die Lasteinleitung an der Stirnfläche direkt mittels eines Drehmoments oder eines Kräftepaars führt im nichtlinearen Fall zur Längendehnung des Stabes. Das sollte jedoch nicht sein, darum der Vorschlag mit einer Drucklast und zyklischer Symmetrie. Bei mir funktioniert das, der Stab wird kürzer, auch die leichte Balligkeit der Stirnfläche lässt sich messen. Gruß Paul ------------------ Pro/MECHANICA® verstehen lernen Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Staplerfahrer-Klaus Mitglied
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erstellt am: 30. Nov. 2011 02:06 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hallo Paul, vielen Dank für die sehr gute Antwort. Den ersten Post vor einigen Tagen hatte ich in der Tat nicht richtig verstanden. Die zyklische Symmetrie hatte ich überhaupt nicht auf dem Schirm, da mein reales Bauteil nicht symmetrisch ist. In der Workbench habe ich nun ein Modell mit zyklischer Symmetrie aufgebaut, das ich an der radialen Kante mit einem Liniendruck belaste und bekomme dadurch Tangentialkräfte. Das Ergebnis ist aber das selbe: Minimalste Axialverlängerung mit leichter Balligkeit Vermutlich liegt mein Fehler in der Last. Dadurch erzeuge ich ja im Mittelpunkt des Stabes so etwas wie eine Kompressionskraft in der Ebene. Wie erzeugst Du durch eine Drucklast ein Moment und was war mit Hilfshöcker gemeint? Die Umsetzung in APDL habe ich noch nicht, folgt aber. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
ToTacheles Mitglied
Beiträge: 1328 Registriert: 01.04.2003
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erstellt am: 30. Nov. 2011 09:08 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Staplerfahrer-Klaus
Bei der zyklischen Symmetrie, also am Kuchenstück, habe ich hinter der Stirnfläche auf der Mantelfläche eine kleine Nase angesetzt, damit dort ein Flächendruck in tangentialer Richtung aufgebracht werden kann. Eine Drucklast müsste im nichtlinearen Fall gut nachgeführt sein, aber ich bin schon lange aus dem Ansys raus. Die Nase selbst versteift, Anbindung fein vernetzt, damit die Verfälschung schnell abklingt. Die Stirnfläche ebenfalls fein vernetzt, denn die erwartete Balligkeit ist mikroskopisch. ------------------ Pro/MECHANICA® verstehen lernen Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Staplerfahrer-Klaus Mitglied
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erstellt am: 07. Dez. 2011 22:32 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hallo, ich habe jetzt Verschiedenes probiert, komme aber immer auf eine (minimale) Verlängerung des Stabes bei Torsion. Egal wie ich die Kraft aufpräge, ich kann keine Verkürzung und Balligkeit erreichen. Wie hast du das gemacht? Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
ToTacheles Mitglied
Beiträge: 1328 Registriert: 01.04.2003
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erstellt am: 09. Dez. 2011 08:22 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Staplerfahrer-Klaus
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