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Autor Thema:  nichtlineare Kennlinie - Feder (7542 mal gelesen)
Jannis123
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Hallo Zusammen,

wie kann man eine nicht lineare Federkennlinie für eine Feder bei Ansys Workbench hinterlegen?

Schon einmal vielen Dank im Vorraus!

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Jannis1234
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Hallo allerseits,

mein alter User funktioniert nicht mehr, drum der Neue...


Ich erläutere noch einmal kurz unser Problem, vielleicht hat ja jemand eine Idee.

Wir haben ein Modell, bei dem Hertzsche Pressung an mehreren Kontaktflächen vorliegt. Da unsere Lizenz beschränkt ist, brauchen wir ein Modell, das mit weniger 250.000 Knoten auskommt.

Die Idee ist es nun, den Kontakt Kugel-Ebene mit einer Feder darzustellen.
Für verschiedene Lastfälle haben nun eine Steifigkeit von der Kugel und der Ebene ermittelt.
Nun ist unsere Frage, gibt es eine Möglichkeit einer Feder eine nichtlineare Federkennlinie zuzuordnen?

Viele Grüße
Jannis

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Tobstar79
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Bild1.PNG


EinflussVonSubUndControl.PNG


externeVerschiebung.PNG

 
Hallo Jannis,

ja das ist möglich! Du kannst eine NL-Kennlinie via APDL-Command definieren. Folgendes:

1. Der Feder muss eine Befehlszeile anfügen (Bild 1)
2. folgenden APDL-Code einfügen und anpassen (Bild 1)
3. Randbedingungen und Kaft.- oder Weggesteuerte Last definieren. Im Beispiel ist dies eine "zyklische" Wegsteuerung (siehe Bild "externeVerschiebung")
4. Wichtig! Unter Analysis Settings die Analyse einstellen (geeignete Substeps wählen; siehe Bild „EinflussVonSubUndControl“). Das Bild zeigt den Einfluss von Substeps sowie Force.- bzw. Displacementcontrolled.

Lass mich wissen ob ich Dir helfen konnte.

Viele Grüße Tobias

nachfolgend sende ich Dir noch das Ergebnis der Kraft/Wegkurve!

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Tobstar79
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Dipl.-Ing. (Berechnungsing.)


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ErgebnisKraftWegkurve.PNG

 
Nachtrag:

Ergebnis des Beispiels: Kraft.-/Wegkurve

viele Grüße Tobias

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Jannis1234
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Hallo Tobias,

vielen Dank für deine umfassende Antwort.
Ich gucke jetzt mal, ob ich das so umsetzten kann. Spätestens dann geb ich noch mal Rückmeldung.

Ciao
Jannis

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Jannis1234
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Hi!

Also das mit der Kennlinie scheint einigermaßen zu klappen.

Das ist unser Code:

et,_sid,39 ! Combin39 aufrufen
keyop,_sid,1,0 ! deaktivieren der Kennlinie
keyop,_sid,2,0 ! Federkraft der NL-Kennlinie zuordnen
keyop,_sid,3,2 ! Freiheitsgrade UY
!keyop,_sid,4,1 ! 3d-longitudinal Element

R,_sid, 0,0,0.0002554,1,0.0004216,2, ! erster Wert Weg; zweiter Wert Kraft; nur 6 Werte
rmore ,0.000799,5,0.0011888,10,0.002089,20 ! ab hier weitere Werte, wenn mehr als 6
rmore ,0.002752,30,0.0033628,40,0.0038886,50,
rmore, 0.0043979,60,0.004879,70,0.00533,80,
rmore, 0.00577,90,0.00612,100

Was wohl noch nicht geklappt hat, ist das die Feder bei Zugbelastung keine Kraft übertragen darf. Wenn wir die Einstellung "keyop,_sid,2,1" wählen funktionierts nicht mehr. Was man dagegen tun kann ist uns noch nicht klar.

Jetzt haben wir noch ein Problem, aber dafür öffne ich einen neuen Thread.

lg
Jannis

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Tobstar79
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Keyopt21.PNG

 
Hallo Jannis,

Entschuldige die späte Antwort. Wohlmöglich hast du schon eine Lösung. Wollte dennoch deine Frage nicht unbeantwortet lassen!

keyop,,2,1 sollte gehen. Vermutlich liegt das Problem darin, dass das Modell mit einer Kraft ausgelenkt wird. Versuch mal, das Ganze weggesteuert mit „Remote Deplacements“ zu modellieren, das sollte gehen.

Wenn ich die Verformung nicht kenne, führe ich zunächst eine Berechnung mit einer Kraft und der zugehörigen Federsteifigkeit (z. B. mit der Maximalen) durch und nutze dann die berechnete Verschiebungskomponente als Last für die weggesteuerte Modellierung.

Bild 1 zeigt meine berechnete Kennlinie mit Keyop,,2,1

Anbei das Beispiel:

et,_sid,39
keyop,_sid,1,0
keyop,_sid,2,1
keyop,_sid,3,3

R,_sid,0,0,2,200,4,800
rmore, 6,1800,8,3200,10,5000
rmore, 12,7200,14,9800,16,12800
rmore,18,16200,20,20000

viel Erfolg
Tobias


[Diese Nachricht wurde von Tobstar79 am 26. Nov. 2012 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von Tobstar79 am 26. Nov. 2012 editiert.]

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Jannis1234
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Hallo Tobias,


danke für die Antwort, jetzt hab ich leider auch ewig gebraucht, sorry!

Also keyop 2.1 funktioniert. Bei unserem "Testmodell" hatten wir nicht darauf geachtet, dass es in Zugrichtung keine Begrenzung gibt und so die Feder unendlich gelängt wird. Im richtigen Modell scheint aber das kein Problem zu sein.

Danke
Jannis

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Jannis1234
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Hallo und Hilfe!

Wenn ich die Federkennlinie für den Zugbereich definieren will, was muss ich da anders machen?

Ich gebe wieder Weg und Kraft in der Art:

keyop,_sid,1,0
keyop,_sid,2,0

R,_sid ,-0.5,-10


Richtig? Ne, oder? Funktioniert nämlich nicht.

Ciao
Jannis

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Tobstar79
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Dipl.-Ing. (Berechnungsing.)


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Hallo Jannis,

du schriebst, dass du den Zugbereich definieren möchtest!

Warum dann keyop,,2,0 dieser sollte dann keyop,,2,1 sein (siehe Beitrag)

und warum negative Werte in der Form:

R,,-0.5,-10 ?

Zugbelastungen werden in der Regel positiv definiert (positive Auslenkung und Kraft)! Ich hoffe, dass ich dich nicht falsch verstanden habe!

Viele Grüße
Tobias

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LaserTeb
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Hallo Tobstar79,

ich habe bitte eine Frage.

Wie kann ich die gleiche Aktion mit der kraft-weg nichlineare Kennlinie für eine "Moment-rotation" NL Kennlinie in Workbench ausführen? Ich möchte in workbench die COMBIN39 feder als NL Biegefeder oder Torsionsfeder simulieren. Ich weiß nur nicht wie ich die APDL Befehle schreiben soll da ich mich mit APDL ganz wenig auskenne.

Über eine schnelle antwort würde ich mich sehr freuen.

Danke

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deepblue
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Hallo,
für das combin39-Element sind "coincident-node's" möglich, daher regelt die Keyoption 3 den Freiheitsgrad:
keyop,_sid,3,2  ! Freiheitsgrade UY
0,1 steht für UX
2 für UY
3 für UZ
4 ist die Rotation X, 5 Rotation Y und 6 Rotation um Z
(steht alles in der Hilfe: Suche nach combin39)
Die Keyoption 4 überschreibt die Keyoption 3, deswegen ist die oben auskommentiert (mit dem !-Zeichen).
Wenn keine Angaben zum Koordinatensystem gemacht werden, dann ist das globale Koordinatensystem gemeint.

------------------
Viele Grüße von
Deepblue         

PS: War meine Antwort hilfreich? Dann freu ich mich über Unities 

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LaserTeb
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erstellt am: 14. Okt. 2013 16:48    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Jannis123 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo deepblue,

Danke für die Antwort.

Ich hab der Freiheitsgrad des Combin39 Elements schon definiert mit keyop,_sid,3,6,also das entspricht dann ROTZ. Wie soll ich dann die Einzelne Werte (Also die "Moment-Verdrehung" Wert) der Kennlinie eingeben? Verdrehung soll auch im Bogenmaß und nicht grad definiert werden. ist das richtig?

Ich erzähle dir ein bisschen mein problem, vllt kannst du besser vorstellen wo meine Schwierigkeiten liegen 

Ich habe eine Berechnung auf einem Modell ausgeführt und die Rückstellkräfte/Rückstellmomente mit zunehmender Axiallast(Verschiebung in mm)/Verdrehungslast(Winkel in grad) des Modells ausgewertet und dokumentiert. Jetzt möchte ich dieses Modell in einem noch größeren Modell einbauen und weiter mit Workbench das gesamte Modell untersuchen aber ich möchte das vorherige berechnete Modell als eine Nichtlineare Axialfeder/Torsionsfeder vereinfachen damit das gesamte Modell nicht so wahnsinnig viel Knoten hat und so viel Zeit zu berechnen benötigt.

Als erstes, möchte ich ein test der Berechnung mit NL Feder in Workbench ausführen. Dazu habe ich mir ein ganz einfaches Balkenmodell in Workbench erstellt und dort schon ein test mit Axialfeder wie schon in der Obenstehenden forumbeiträge berechnet. Die Berechnung mit der Axialfeder hat super funktioniert. Aber die mit einer Torsionsfeder ergibt falsche Ergebnisse und es kann sein dass ich falsche Befehle definiert hab.

ich freue mich sehr auf eure Hilfe.

Danke

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deepblue
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Hallo,
in den APDL-Scripten sind die Einheiten immer Radiant. D.h. Du musst Deine Winkel umrechnen (*pi/180).
Dein Vorgehen ist ansonsten genau richtig. Erst mal ein einfaches Modell testen und schauen ob alles funktioniert, bevor man sich am großen Modell die "Flügel" bricht...
Um die Verdrehung aufzubringen würde ich mit einem "Remote Displacement" (externe Verschiebung) arbeiten und den Drehpunkt richtig setzen. Unter Units kannst Du die Einheiten auf Radiant umstellen, dann solltest Du gut Dein Modell verifizieren können...

------------------
Viele Grüße von
Deepblue         

PS: War meine Antwort hilfreich? Dann freu ich mich über Unities 

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LaserTeb
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Hallo,

Vielen Dank für die Hilfe! Die Berechnungen funktionieren jetzt.

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Volcorn
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erstellt am: 05. Feb. 2015 10:57    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Jannis123 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo Tobstar79,

Ich finde leider das "Bild1" nicht, mit dem APDL Code. Könntest du mir dieses schicken, bzw den Code schicken.

Vielen Dank!

Volcorn

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Suinilippis
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erstellt am: 06. Feb. 2015 11:55    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Jannis123 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo,

für Workbench gibt es eine ACT-Extensions für nichtlineare Federn:

http://www.simutechgroup.com/ANSYS-Application-Customization-Toolkit/ansys-act-extension-spring.html

Dann kann man sich eventuell den APDL-Code sparen.

Gruß

Suinilippis

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MESHPARTS
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SolidWorks

erstellt am: 09. Feb. 2015 20:22    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Jannis123 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo,

so, wie ich das vestanden habe und wie der Titel der Frage lautet: der Benutzer möchte eine nichtlineare Feder (Steifigkeit) definieren.

Die genannte ACT-Extension definiert jedoch eine lineare Feder mit linearer oder quadratischer Dämpfung (Combin14-Elemente).

------------------
Viele Grüße
Alexandru Dadalau

MESHPARTS GmbH
Tuning Your Simulation
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deepblue
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...Anhand der Dokumentation sehe ich das auch so -> Wenn es anders ist, sollte das in der Doku nachzogen werden.
In Mechanical gibt es aber auch eine Standardfeder, welche NL definiert werden kann, allerdings nicht für Torsionsfedern (bei der Eingabe auf "Tabular Data" umschalten).
Ansonsten findet man im "Customer Portal" von ANSYS noch eine ACT-Extension, welche NL definiert werden kann (auch für Rotationen) - dahinter verbirgt sich das combin39-Element.

------------------
Viele Grüße von
Deepblue         

PS: War meine Antwort hilfreich? Dann freu ich mich über Unities 

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