Hallo,
das ist mein erster Beitrag, deshalb hoffe ich dass ich hier an der richtigen Stelle bin. Ich bin relativ neu in Ansys und hoffe das mir hier jemand weiterhelfen kann. Momentan bin ich daran, für meine Bachelorthesis einen Solarkollektor in Parabolrinnen – Bauweise auf Torsion zu berechnen. Das Modell ist relativ komplex, ich versuche mich kurz zu fassen.
Der Solarkollektor ist in Rippenbauweise gefertigt mit je einem auf die Rippen aufgeklebten Blech auf der Ober- und Unterseite und zusätzlichen Profilen aus Aluminium. Mit den Aluprofilen sind die Rippen über eine Klemmverbindung + Kleber verbunden (an den Kanten links und rechts). Die Profile enthalten noch Aussparungen, in welche die Blech eingespannt sind. Das wäre die Geometrie ganz kurz erklärt.
Belastungsszenario ist Folgendes: der Kollektor wird an der einen Stirnfläche fest fixiert mit d,all,all,,0. An der anderen Seite wird ein zyl. Koordinatensystem definiert und die radiale Richtung gesperrt, wie bei einem Kugellager. An dieser Seite greift nun an 6 Knoten eine tangentiale Kraft an um ein Drehmoment zu erzeugen.
Das ganze Modell besteht aus beam188 und shell181 bzw. shell281.
Die Verbindungen der Einzelteile sind mit bonded contacts (conta177, targe170) und teilweise mit coupling hergestellt. Hier wird bei 4 Kontaktpaaren der MPC Algorithmus verwendet. Nur bei der Verbindung von Rückblech – Kante zu Aluprofil und Spiegelblech – Kante zu Aluprofil (line to line Kontakte; ebenfalls mit conta177 und targe170) habe ich penalty eingeschaltet (insgesamt nochmal 4 Kontaktpaare), da ich sonst zweimal MPC beim selben beam Element anwenden würde und Ansys „overconstraint“ detektiert.
Mein Problem ist, dass ich trotz geschlossener Kontakte und nur einer shape warning bei 25.000 Elementen keine Konvergenz erreiche.
Ich habe schon recht lange recherchiert und einiges ergebnislos versucht, bspw.:
- die Netzdichte zu variieren -> hierbei ist die Rechendauer teilweise explodiert
- Substeps variiert mit Maximalwert "Nsubst,10000,100000,3000"
- einen Lastfreien load step vorschalten mit keyopt(9) => Penetration verringern
- "full Newton Raphson" Option eingeschaltet
- die line to line Kontakte mit "Augmented Lagrangian" laufen lassen
- statt eines Drehmoments einen Verdrehwinkel vorgegeben und diesen variiert (6° und 0,001° in rad)
- linesearch aktiviert und nlgeom = on gesetzt
- die line to line Kontakte komplett rausgenommen -> hier konnte ich Konvergenz erreichen, nachdem ich das Konvergenzkriterium angepasst hatte (cnvtol,f,,,,5 und
cnvtol,m,,,,0.5), die Berechnung lief ca. 40 Minuten, hat aber massenhaft Warnungen produziert, dass einige Kontakte eine zu große Penetration haben( in dem Fall Seitenblech - Rippe).
→ Zum Vergleich habe ich einmal den Lösungsgraph mit line to line Kontakten angehängt (L2 Werte steigen an) und einmal ohne (L2 Werte fallen).
Mittlerweile bekomme ich keine Warnungen mehr ausgegeben, wenn ich eine Berechnung (mit line to line) laufen lasse, ich bekomme nur „unconverged solution“.
Meine Vermutung momentan ist, dass die Probleme eventuell durch das unsaubere Netz verursacht werden. Es ist nämlich so, dass das Spiegelblech in die Form einer Parabel gebogen ist. Ich hatte die Parabel mit bsplin und ca 10 KP generiert (und mit adrag die Mittelfläche produziert). Allerdings sieht man bei genauem Hinschauen, dass die Approximation mit bsplin doch nicht so genau ist. Das ist wahrscheinlich der Grund warum auch kein mapped mesh möglich ist.
Auch die graphisch dargestellten constraint equations aus den MPC Kontakten sehen nicht besonders „schön“ aus. Bei dem Rückblech welches nur in Kreiskontur gebogen ist, gibt es diese Probleme zumindest nicht. Ideal wäre es vielleicht die Parabel irgendwie exakt einzugeben.
Ich hoffe ich habe euch jetzt noch nicht erschlagen mit dem Text. Ich bin für jeden Beitrag dankbar.
Freundliche Grüße!
Bundaberg
[Diese Nachricht wurde von Bundaberg8 am 03. Sep. 2012 editiert.]
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