---

convergence.jpg

Hallo zusammen,

ich habe in einem anderen Post schon mein Problem zum Kontakt zweier hyperelastischer Schichten [URL=http://ww3.cad.de/foren/ubb/Forum101/HTML/006865.shtml][/URL] lösen können und bin guter Dinge von euch auch zu diesem Problem gute Ratschläge zu bekommen:

Problemstellung:
Zwei hyperelastische Schichten (je Mooney Rivlin mit C10=0 aber unterschiedlichen C01) liegen aufeinander. Auf die obere der beiden Schichten wirkt ein Druck, der die beiden Schichten nach unten drückt. Beide Schichten sind je an ihren Rändern fest eingespannt. Von unten drücken Starrkörper in die untere der beiden Schichten, diese Starrkörper verschieben sich rein translatorisch nach oben. Für einen Verfahrweg von ca 2mm läuft die Simulation problemlos durch. Sobald ich aber den Verfahrweg der Starrkörper vergrößere bricht die Simulation nach einigen Substeps ab, siehe Bild im Anhang.

Was ich bis jetzt versucht habe:
"große Verformungen" ist aktiviert. Das Materialmodell mit MR und C10=0 wurde gewählt um das alte Problem mit dem Kontakt der zwei hyperelastischen Schichten zu beheben. Mit einem reinen Ansatz nach Neo-Hooke sieht das Problem aber genau so aus.

Ich habe bereits gelesen, dass es in solchen nichtlinearen Fällen helfen kann mit expliziten Solvern zu rechnen. Ein einfaches Umstellen [Analyseeinstellungen - Solver Steuerungen - Solver Typ - direkt] kommt zu keinem Simulationsergebnis. Daher würde ich mich freuen von euch weitere Tips zu bekommen.
Die iterative Rechnung funktioniert ja bis zu einem gewissen Punkt, vielleicht gibt es auch eine Möglichkeit hier Einstellungen zu verändern.

Ich benutze Ansys Workbench 13.

Besten Dank im Voraus.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo!
ich würde mal tippen das Dir Deine Elemente kaputt gehen. D.h. Deine Elementqualität nimmt im stark verformten Netz natürlich immer mehr ab und das sollte auch aus der Fehlermeldung in der solve.out zu sehen sein. Da Du ja mit mehrern Steps/Supsteps gerechnet hast, kannst Du dies auch prüfen indem Du Dir die Elementqualität der letzten Steps einmal anschaust. Alternativ kannst Du Dir auch die NewtonRaphsonResiduen (unter "Solution Information" vorher einschalten) ausgeben lassen und so die Bereiche lokalisieren in denen die Probleme bestehen.
Was man in solchen Fällen macht ist ein Remesh. Ich meine Du musst dieses mit APDL-Kommandos einstellen. Wie das genau geht kann ich Dir aber nicht sagen... Aber vielleicht hilft Dir hier ein anderer weiter, oder Du schaust einmal in der Hilfe

PS: Der explizite Solver hat nichts mit dem "direkten" Solver zu tun. Dies ist ein anderes Rechenverfahren bei dem auch anders vernetzt werden muss.

------------------
Gruss
Deepblue

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

solver.txt

Hallo deepblue,

vielen Dank für den Hinweis mit der Elementqualität. Hier ist meine Solver Datei im Anhang. Welches der *** Warnings *** deutet denn auf die defekten Elemente hin?

Mechanical APDL habe ich im Workbench Projekt hinzugefügt und die Geometrie, das Modell und das Setup meiner Statisch-Mechanischen Analyse damit verknüpft.
Mit APDL kenne ich mich leider noch gar nicht aus.

Weiß jemand wie es weiter geht?

Viele Grüße

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo!
In der solve.out schaut man als erstes einmal ans Ende und die letzten Meldungen/Warnings/Errors.
Dort steht unter Restart Information:
ERROR IN ELEMENT FORMULATION           
Schaut man weiter oben, findet man:
The closed gap may be too large...
Dies scheint eher auf ein Kontaktproblem hinzudeuten. Dies kannst Du mit dem Kontakttool (mit RM auf Solution einfügen) prüfen.
Schau doch mal nach, ob die Kontakte noch geschlossen sind und wie groß die Durchdringungen sind...

------------------
Gruss
Deepblue

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

solverII.txt

Hallo,

ich habe die Simulation mit dem Kontakt Tool (Status, Spalt und Durchhang) laufen lassen. Die Simulation hat, wie es auch zu erwarten war, abgebrochen nach einigen Substeps.
Kann ich jetzt in der solve.out das besagte Kontaktproblem sehen? Und wenn es tatsächlich ein Kontaktproblem ist, was kann dieses lösen?

Beste Grüße und vielen Dank!

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Ich habe gerade auch noch eine Simulation hierzu laufen lassen, bei der nicht abgebrochen wird, weil die Verformung geringer ist. Spalt und Durchdringung sind hier konstant bei 0 mm.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo,
das beste Werkzeug um ein Kontaktproblem zu analysieren ist das Kontakt-Tool. Dort musst Du dir den Status der letzten Substeps anschauen. ANSYS versucht anhand der Kontaktsteifigkeit den Kontakt geschlossen zu halten. Gelingt dies nicht, kannst Du z.B. die Kontaktsteifigkeit ändern, das Netz verbessern oder die Supbsteps besser einstellen.
Was bei Durchdringungsproblemen generell besser ist, ist wenn man weggesteuert rechnet. Somit lässt sich die auftretende Durchdringung besser einstellen und sicherstellen, dass der Kontakt geschlossen werden kann.
Ist die Durchdringung zu groß, kann es auch sein, dass der Pinballradius die Elemente nicht mehr finden kann... Diesen könntest Du auch noch verändern...
Alles unter der Voraussetzung das es sich um ein Kontaktproblem handelt!

------------------
Gruss
Deepblue

[Diese Nachricht wurde von deepblue am 19. Jul. 2012 editiert.]

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo Deepblue,

ich werde leider aus den Angaben meines Kontakt Tools nicht schlau. Spalt und Durchdingung sind für alle berechneten Substeps Null.

Hat ein eventuell zu großer Pinballradius auch negative Auswirkungen? Sonst wäre die Lösung des Problems ja einfach den Pinball so groß zu wählen, dass die Verformung immer innerhalb liegt.

Du sagst, es ist gut "weggesteuert" zu rechnen. Ich habe meine Verschiebungen wie folgt aufgebaut:

Die starren Körper, die von unten in die hyperelastischen Schichten drücken sind "allgemein" gelagert. Bei der "allgemeinen" Lagerung sind dann alle Freiheitsgrade bis auf einen fixiert. Der starre Körper kann sich also translatorisch in eine Richtung, in meinem Fall in Richtung der beiden Schichten, bewegen. Per Drag und Drop habe ich diese Körper-Lagerung dann in die Analyse gezogen. In der Analyse habe ich dann tabellarische Daten hinterlegt, die die Bewegung des starren Körpers zeitabhängig einschränken.
Liegt der Fehler vielleicht hier versteckt?

Besten Dank für deine Hinweise.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Zitat:

---

Original erstellt von womwom:

Hat ein eventuell zu großer Pinballradius auch negative Auswirkungen?

---

Sollte nicht. Es kann nur die Rechenzeit gering verlängern.

------------------
Grüße, Moe

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Danke für den Hinweis Moe!
Die Simulation läuft gerade mit großen Pinbällen.
Ich geb Montag Bescheid wie es lief.

Viele Grüße und ein schönes Wochenende

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo,

was auch oft hilft: Bei den Bauteilen mit hyperelastischem Material die Mittelknoten entfernen, weil durch die grossen Dehnungen die Elemente mit Mittelknoten leicht so stark deformiert werden, dass sie nicht zulässige Elementformen einnehmen müssten.
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

---

hallo,
kann cgebhardt beipflichten. lineare elemente verwenden. ggf. die vernetzung so manipulieren, dass die elemente bei verformten schritt gute seitenverhältnisse aufweisen. (Ausgangsnetz ist dann nicht "schön")

des weiteren:
- kontakt sollte (wenn möglich) bei start direkt kontakt haben --> adjust to contact
- kontaktsteifigkeiten reduzieren (insb. bei übergang harter - weicher körper)
- kontakt durchdringungstol. erhöhen
- ggf. können auch die abbruchkriterien verändert werden

manche ansätze führen jedoch dazu das deine rechnung weniger mit der "realität" zu tun haben kann.

pinball würde ich nicht verändern, da findet ansys meist gute werte. da nciht automatisch angepasst wird hier oftmals die rechenzeit verlängert.

------------------
»Beautiful is better than ugly.
Explicit is better than implicit.
Simple is better than complex.
Complex is better than complicated.
Readability counts.«
– Tim Peters in »The Zen of Python«

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo zusammen,

vielen vielen Dank für die vielen Antworten!
Die Vergrößerung des Pinballradius war die Lösung des Problems. Die Rechenzeit ist damit aber in der Tat in die Höhe geschnellt, das ist aber noch akzeptabel.

Wenn ich die Mittelknoten noch entfernen will, wo finde ich diese Option in Workbench? Die Ansys Hilfe bringt mich in diesem Fall leider nicht weiter.

Viele Grüße und besten Dank für die Lösung meines Problems. Ein tolles Gefühl, wenn die Simulation durchläuft :-)

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Mesh --> Advanced --> Element Midside Nodes...

------------------
Dem Ingenieur ist nichts zu schwere -
Er lacht und spricht: "Wenn dieses nicht, so geht doch das!
Er überbrückt die Flüsse und die Meere,
Die Berge unverfroren zu durchbohren ist ihm Spass.
Er thürmt die Bogen in die Luft,
Er wühlt als Maulwurf in der Gruft,
Kein Hinderniss ist ihm zu gross -
Er geht drauf los!
...

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP