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Unbenannt4.JPG

Moin moin liebe Ansys experten.

Ich möchte eine Korrosionsstelle in einem Rohr untersuchen und feststellen ob die Spannungen im zulässigem Bereich sind. Dafür möchte ich zuerst Linear-Elastisch rechnen.

Ich habe also ein Rohr mit einer Nut (die die Korrosionsstelle entspricht) modelliert.

In der Mitte ist die Nut zu erkennen

Da ich eine Normalkraft und ein Torsionsmoment auf der einen Seite aufbringen will, blieb meiner Meinung nach nur die Modellierung eines ganzen Rohres übrig.

Aufbringung der Normalkraft, sowie des Torsionsmomentes auf die rote Fläche

Somit bereiten mir die Randbedingungen Probleme.

Auf der anderen Seite würde ich dann gerne eine Lagerung einbringen. Ich habe es mit einer Setzung der Verschiebung auf x=0, y=0, z=0 (Feste Einspannung) versucht. Nur leider haben dabei einen rießigen Einflussbereich des aufgrund der Randbedingung feststellen müssen, der in den für mich relevanten Bereich der Korrosionstelle hinein geht.

Meine gewählten Lagerbedingungen, feste Einspannung auf rote Fläche

Hat jemand eine Idee, wie ich eine weichere Lagerung des Rohres hinbekomme, damit die Spannungen um die Korrosionsstelle in einem vernünftigen Bereich liegen.

Mein Ergebnis, Spannungen gehen bis in die Korrosionsstelle

Vielen Dank vorweg für die Hilfe
Bastian

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Hallo,

eine Spannungsauswertung mit Solid-Elementen bei diesem dünnen Rohrquerschnitt ist nicht zielführend. Hier empfehlen sich Shell oder Solid/Shell Elemente. Bei einem Ansatz mit Solid-Elementen sollten mindestens 2 Elemente über der Rohrdicke vorhanden sein. Andernfalls ist eine Spannungsauswertung sehr verfälscht.

Gruß

Suinilippis

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Hallo Bastian,
ja Schalenelemente sind sicher die bessere Wahl!

Um Deine Anbindung weicher zu bekommen, würde ich die Geometrie der Anbindung mit abbilden.

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Gruss
Deepblue

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Schon mal danke für die Hilfe, ich verstehe jedoch nicht ganz

Zitat:

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ja Schalenelemente sind sicher die bessere Wahl!
Um Deine Anbindung weicher zu bekommen, würde ich die Geometrie der Anbindung mit abbilden.

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Ich kann mir nicht vorstellen, dass reine Shell Elemente eine gute Lösung für die Korrosionsstelle ergeben, da sie den Wanddickensprung (an der Korrosionsstelle) ja auch nicht richtig abbilden können, da sie über eine Fläche definiert werden und dann nur eine Dicke bekommen.
Somit würde die Korrosionsstelle eine geringer Dicke über die Mittelfläche (also nach außen und innen) erhalten. Ich möchte ja aber nur außen einen Materialabtrag haben und nicht innen.

Zitat:

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Hier empfehlen sich Shell oder Solid/Shell Elemente

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Was ist mit dem Ansatz Solid/Shell Elemente gemeint?
Ist damit gemeint:
Die Korrosionstelle mit Solid (2 Elemente über die Wandstärke) abbilden und den Rest des Rohres und die Lagerung mit Shell Elementen abbilden? Die Kopplung von Shell und Solid würde dann mit Contact Elementen funktionieren, richtig?

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Vernetzungsmethode.jpg Thin-Sweep.jpg

Hallo Bastian,
ich meinte natürlich auch die Solid/Shell-Elemente.
Solid/Shell-Elemente sind Volumenelemente, die die Vorteile der Shell-Elemente mitbringen.
Dafür musst Du bestimmte Einstellungen im Mechanical vornehmen (s.Bild) und Dein Volumenmodell muss "sweepbar" sein.

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Gruss
Deepblue

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Unbenannt9.JPG

So klappt zumindest schon mal ein wenig.
Weitere Frage, ich möchte ja das Netz sehr klein an der Korrosionsstelle haben.
Dafür habe mir gedacht ich schneide den Volumenkörper in mehrere Teile

Sieht dann so aus

Dann sieht das Netz so aus, da der Korrosionbereich vermutlich nicht sweepbar ist

So sieht das Netz dann aus

Funktion zeigt mir vermutlich an, dass das Volumen der Korrosionsstelle nicht sweepbar ist

Gibt es irgendein Trick, wie ich die Korrosionsstelle besser hinbekomme
haben schon Netzverfeinerung probiert.
Weiter Frage, wie bekomme ich von dem Randbereich das Netz etwas feiner, wenn ich es über Elementgröße mache, wirft er das mit sweep erzeugte Netz wieder über den Haufen

Muss ich die Elementoption auf SolidShell umstellen?

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Hallo Bastian,
zuerst: Die Elementoption muss auf SolidShell stehen!

Zur Vernetzungssteuerung:
- Probier mal die Funktion "Mapped Face".
- Du kannst in der Sweep-Methode auch Source/Target manuell wählen (ich glaube dazu steht auch was in der Hilfe)
- Eventuell musst Du Dein Volumen noch mal unterteilen, grundsätzlich sind aber Dickenänderungen bei SolidShell-Elemente erlaubt (bei Shell-Elementen nicht)
- Für die Elementierung verwende mal die Elementgröße auf einer Kante und gib die Teilungen vor. Dies machst Du immer für beide Flächenseiten. Interessant ist in diesem Zusammenhang auch die Bias-Funktion...

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Gruss
Deepblue

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Hallo,

wo ist bei der ersten Berechnung eigentlich das Problem?
"Hat jemand eine Idee, wie ich eine weichere Lagerung des Rohres hinbekomme, damit die Spannungen um die Korrosionsstelle in einem vernünftigen Bereich liegen."
Was an der Spannungsverteilung ist unvernünftig?
So wie das globale Spannungsbild aussieht, gibt es hier einen hohen Biegeanteil. Kann das sein? Wo kommt der her? Wirklich aus der Vernetzung oder aus anderen Effekten (Belastung, Geometrie ...)? Das liesse sich einfach feststellen, indem man mal die Vernetzung variiert und dann beoachtet, ob die Spannungsverteilung von der Vernetzung abhängt. Ich glaube nicht, dass das der Fall ist, dann wäre ein Blick auf die Randbedingungen und die Deformation hilfreich.
Wie sieht denn die Verformung aus? Und wie soll sie aussehen (in der Realität)?
Erst wenn die Verformung plausibel ist, würde ich auf die Spannungen schauen (Verformungen sind einfacher auf Plausibilität zu prüfen).

Gruss
CG

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Christof Gebhardt
CAD-FEM GmbH
Marktplatz 2
85567 Grafing
Tel. +49 (0) 8092 7005 65
cgebhardt(at)cadfem.de
www.cadfem.de

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