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globalGravity.png ForceLoad.png ForceLoad_FineGrid.png

Hallo zusammen,

ich habe folgendes Problem:
Eine Masse (Ring) im Gravitionsfeld der Erde wird mit der Erdbeschleunigung beschleunigt.
Analytische Lösung:   a(t)=g, v(t)=g*t und x(t)=1/2*g*t^2

transiente Lösung mit ANSYS (axisymmetric):

Code:

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finish
/clear   

pi=4*atan(1)                                                                                                                  
gravity=9.81

ri=80e-3
ra=150e-3
h=3.3e-3

Volume1=pi*ra*ra*h
Volume2=pi*ri*ri*h
Volume=(Volume1-Volume2)
                                
eModulCu=120e9                                    
poissonCu=0.355                                   
densityCu=8900                                   

Mass=Volume*densityCu
       
/prep7                                           
emunit,mks 
                       
et,1,plane42,,,1                              
                               
mp,dens,1,densityCu                              
mp,ex,1,eModulCu                                 
mp,prxy,1,poissonCu                              

rectng,ri,ra,0,h/2

type,1                               
mat,1                                            
esize,h/4                           
amesh,1
                                       

ASEL,s,AREA,,1
ASUM
*GET,CenterNodeX,AREA,0,CENT,X
*GET,CenterNodeY,AREA,0,CENT,Y
allsel

CenterNode=NODE(CenterNodeX,CenterNodeY,0)
CenterForce=gravity*Mass

!ACEL,0,gravity,0,                !Erste Rechnung mit globaler Gravitation
F,CenterNode,FY,-CenterForce/2    !Zweite Rechnung mit konstanter Kraft

/solu
antype,trans

kbc,1
outres,all,all

*do,i,0,50

ti=i*0.1e-3+1e-15
time,ti

solve
*enddo

/post26
nsol,2,CenterNode,uy,,DisplacementCenterNode
nsol,3,CenterNode,v,y,VelocityCenterNode

plva,2
plva,3
finish

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Bei der ANSYS Lösung ist der Verlauf der Geschwindigkeit über die Zeit unterschiedlich in Abhängigkeit der Last Definition (globale Gravitation oder konstante Kraft) (siehe Anhang). (Analytisch ist die Geschwindigkeit eine lineare Funktion über die Zeit)

Meine Frage:
1. Wie kann man sich den Fehler, der dort entsteht, erklären?
2. Wie bekommt man den gleichen Verlauf hin?
   Ich habe versucht Konvergenzkriterien zu ändern, hat nix gebracht!
   Netz verfeinert -> Fehler nimmt mit der Zeit zu! (siehe Anhang ForceLoad_FineGrid)
3. Wieso wird die Masse in negative y-Richtung beschleunigt obwohl die globale Gravitation in positive y-Richtung definiert wurde?

Ich würde mich sehr freuen wenn jemand mir das erklären kann und eine Lösung hat, wie man Näherungsweise die gleichen Ergebnisse erzielen kann.

Viele Grüße, Georg

[Diese Nachricht wurde von georg.f am 22. Nov. 2011 editiert.]

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Bei der Aufgabe der Last an nur einem Knoten flattert das Bauteil. Hier die empfohlene Überprüfung:
/post1
set,first
*do,i,1,51
plns,s,int
set,next
/wait,0.2
*enddo

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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Hallo Georg,

du regst an einem Punkt an und bekommst damit eine Biegschwingung im Ring. Das sieht man auch deutlich in deinem verschiebungsplot. Da du keine Dämpfung definierst kann diese Schwingung auch nicht ausschwingen, weshalb es zu dem periodischen Verlauf kommt. Mit etwas dämfung kann man dieses Verhalten rausdämpfen.
/solu
BETAD, 0.01
Dann sollte der Verlauf passen.

Viele Grüße
Jens

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Jens Friedrich
TU-Dresden

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Stress_globaleGravitation.png Stress_constantLoad_distributed.png

Vielen Dank für die Antworten euere Denkanstöße haben mir fürs Verständnis sehr geholfen!

1. Nachdem dem Denkanstoß von Herr Schätzing, habe ich alle Knoten bezüglich der y-Verschiebung gekoppelt. Damit kann man das gewünschte Ergebnis erzielen. Eine andere Lösung wäre, die Gewichtskraft auf alle Knoten zu verteilen.

2. Die Lösung mit der Dämpfung bringt auch das gewünschte Ergebnis!

3. Bleibt nur noch die letzte Frage offen!
   (Wieso wird die Masse in negative y-Richtung beschleunigt obwohl die globale Gravitation in positive y-Richtung definiert wurde?)

des Weiteren :
In der Animation wird die mech. Spannung dargestellt. Demzufolge habe ich die Spannungen zu den Berechnung, mit der globalen konstante und konstanter Kraft, verglichen.
Dabei kommt raus:

Bei der Berechnung mit den gekoppelten Knoten und Dämpfung entstehen qualitativ und quantitativ keine vergleichbaren Ergebnisse (bezogen auf globale Gravitation). Was (jetzt) auch verständlich ist!

Bei der Berechnung mit der aufgeteilten Kraft auf alle Knoten, kommt qualitativ was vergleichbares raus aber quantitativ ein Unterschied um ein PAAR Größenordnungen! (Bilder im Anhang)

Hat jemand noch ein Denkanstoß, wie man quantitative vergleichbare Ergebnisse erzielt.

Viele Grüße, Georg

  
    

[Diese Nachricht wurde von georg.f am 23. Nov. 2011 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von georg.f am 23. Nov. 2011 editiert.]

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acel wir immer in die gegengesetze Richtung aufgebracht im dem die beschleunigung wirkt.

Entweder hinnehmen mit a la is halt so oder sich darüber informieren welche kraft man eingibt Zentrifugal or zentripetal kraft. Gleich kraft andere Richtung.

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