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Hallo Zusammen,

ich komme bei meiner Aufgabe gar nicht weiter. Und hoffe mir hier Hilfe zu holen.
Beschreibung des Problems:
1-  Ich möchte eine Stange (D=5mm, L=150mm) bis zu einem Winkel 50o plastisch biegen.
2-  Danach möchte ich diese plastische Verformung mit einer zyklische Belastung um +2mm; -2mm (Auslenkung) sinusförmig mit einer Frequenz von w=1Hz: Y(x)=2sin(w*t)

1-
Den ersten Schritt habe ich mit Static Structural versucht! indem ich die „Bilinear kinematic“ für Materialeigenschaften benutzt habe.
Im Analsys habe ich „Number of Steps“ auf zwei gesetzt.
Im 1.LS : Force=150N und im 2.LS die Last weggenommen (Force=0).
a)ist das dann richtig was ich hier gemacht habe?
b)Wie kann ich erkennen ob die Verformung enthalten geblieben ist nach der Belastung oder nicht?

2- da ich jetzt auf die „verformte Stange“ eine zyklische Belastung aufbringen möchte habe ich „Transient Structural“ gewählt. Jetzt möchte ich die „verformte Stange“ im ersten Schritt in „Static Structural“ in „Transient Structural“ benutzten. Ich habe dann versuche die „Solution“ bzw. „Results“ aus „Static Structural“ mit „Setup“ aus „Transient Structural“ zu verbinden, jedoch geht das gar nicht. Ich kann nur „Geometry“ bzw. „Model“ zur weiterbenutzung verbinden!
c)Warum geht das nicht? Oder mache ich das falsch?
d) wie geht das mit einer zyklischen Belastung?

Ich wäre euch sehr sehr sehr Dankbar für jede Hilfe

Mit besten Grüßen
Greg

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Hallo,

1.
a) im Prinzip ja
b) Indem man die Verformung zum Zeitpunkt 2 darstellt. Diese darf nicht Null sein. Auch die plastischen Dehnungen sollten nicht Null sein.

2.
Ich würde alles in einer statischen Analyse machen, da der dynamische Effekt (soweit ich es verstehe) keine Rolle spielt.

d. H.
Probe im ersten Lastschritt biegen. Dann weiterer Lastschritt ohne Kraft (Rückfedern); wie bereits gemacht, wenn oben beschriebene Ergebnisse vorliegen, ist das die Basis für das Folgende.
Dann 20 weitere Lastschritte definieren, in denen die Verschiebung mit Sinusfunktion aufgebracht wird. Diese Verschiebungswerte beziehen sich auf die Ausgangssituation, die 2 mm Amplitude auf den Verformten Zustand. Man braucht also die unbekannte Verschiebung x1 und überlagert dann die Sinusfunktion.

Um den Verschiebungswert für die Lastschritte ab dem 3. zu ermitteln sehe ich 2 Alternativen
1. die pragmatische: In einer ersten Analyse die zyklische Belastung weglassen (also nur 2 LS rechnen) und die sich einstellende Verschiebung ermitteln. Dann die Analyse ausdehnen und die Verschiebung ab Lastschritt 3 vorgeben (ermittelte Verschiebung mit der Amplitude überlagern).
2. der saubere: Per APDL Kommando kann man die Verschiebung auslesen und in den folgenden Lastschritten verarbeiten. Erfordert aber Einarbeitung in APDL.

Es gibt auch noch die Alternative, das verformte Netz zu exportieren, neu einzulesen und die Dehnungen aus der vorangegangenen Analyse draufzumappen. Kann man machen, ist aber unnötig. Ich würde den pragmatischen Weg gehen.

Viele Grüße
CG

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Christof Gebhardt

CAD-FEM GmbH
Marktplatz 2
85567 Grafing
Tel. +49 (0) 8092 7005 65
cgebhardt(at)cadfem.de
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kumulierte_Dehnung.zip nl_epeq.PNG

Was ich vergaß: 
Bei der Auswertung nach der zyklischen Belastung die kumulierten plastischen Dehnungen verwenden!
Userdefined Result NL EPEQ.

Siehe auch angehängtes Bild und Bsp (dies soll nur das Prinzip zeigen, deshalb bei Bedarf Auflösung verfeinern, bitte Kommentare beachten).

Viele Grüße
CG

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Christof Gebhardt

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Hallo Christof,

vielen Dank für deine Antwort schnelle
Ich bin grade dabei und melde mich gleich wieder :- )
Ich hoffe, du wärst noch hier. Es würde mich sehr freuen.

Beste Grüße
Greg

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04.png 05.png 06.png

Hallo Christof,

Ich möchte untersuchen ob der Stab Zeitdauerfest oder ob der Stab irgendwann bricht, indem ich erstmal nur die Zyklische Belastung innerhalt von 2s untersuche.
e) also kann ich das auch mit Static Structural erreichen?

anscheinend habe ich ein Problem mit der Definition der Eigenschaften der Ti6al4v, Oder ich guck an der falschen Stelle.Weil die Verformung scheint nicht enthalten zu bleiben (siehe Bilder)
f)woran könnte das dann liegen?

Du sagst : "Dann 20 weitere Lastschritte definieren, in denen die Verschiebung mit Sinusfunktion aufgebracht wird"
Wenn ich die Kraft als Funktion definiere, dann bekomme ich immer den Fehler: entweder "Parameter nicht definiert" oder "normierte Größer dürfen nicht benutzt werde (x,y,z,s). Der zeigt aber totzdem eine Sinusförmige Funktion.
g)könntest mir bitte kurz erklären wie ich eine zyklische über eine sinuns Funktion eingebe?

Vielen Dank im Voraus für deine Antwort

Anbei: Screenshots

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04.png 05.png 06.png

Hier noch die weiteren Bilder

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07.png 08.png 10.png

Und die letzten, so solltest einen ausreichenden Blick haben auf was ich grade versuche  

[Diese Nachricht wurde von Greg89 am 09. Feb. 2014 editiert.]

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Hallo Christof,

ich kann das Beispiel nicht öffnen.
Wahrscheinlich arbeitest du mit Ansys 14. Ich arbeite mit Ansys 13
Gibt es da eine Möglichkeit unter einer anderen Form zu spreichern, so dass ich die Datei öffnen kann?
Es wäre supper wenn es klappen würde, dann kann ich aus dem Beispiel Vergleichen.

Beste Grüße
Greg

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Hallo,

ist es sinnvoll, die Zahl von Zyklen echt zu rechnen? Als FE? Ich kenne die Anforderungen für den aktuellen Fall nicht.
In vielen Standardapplikationen rechnet man die kumulierte plastische Dehnung für Ermüdung über einen vereinfachten Ansatz (z. B. Neuber Verfahren). Was für diese Applikation der richtige Ansatz ist, kann ich nicht beurteilen.

Wenn es gute Gründe für den Weg per FE gibt, bitte das Beispiel anschauen. Da sind einige Zyklen definiert. Diese sind nicht sinusförmig, sondern nur per Amplitude definiert. Man kann das auch sinusförmig machen (wenn man das braucht, was ich bezweifle).
Die 20 Lastschritte waren ein Bsp. können natürlich mehr oder weniger sein, je nachdem, wieviele Lastzyklen in welcher Auflösung man braucht.

Ganz dringend die Empfehlung, das Bsp anzuschauen, da ist im Prinzip alles enthalten, wenn auch etwas vergröbert. Ist die Lizenz in Wartung, sollte V15 kein Problem sein, der Admin muss die Version dann lediglich auf dem betroffenen Rechner installieren und den Lizenzmanager updaten. Falls irgendwas dagegen spricht, eine temporäre Lizenz anfordern, die lokal betrieben wird.

Viele Grüße
CG
PS: Aus den Bildern werde ich nicht schlau. Support einschalten ist auch eine Alternative, dann kann man gemeinsam aufs Modell schauen.

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Christof Gebhardt

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test02_files01.zip

Hallo Christof,

Hier an der Uni kann ich höchstens die Version 14.5 benutzen. Damit kann ich leider deine Datei nicht öffnen. Ich darf leider auch bzw. kann auch nichts an das Update oder so ändern.
f) gibt es eine Alternative dein Beispiel zu öffnen ?

Ich habe jetzt die Belastungen so einfügen können wie ich es haben wollte.
also zuerst eine Last für die plastische Verformung, dann eine zyklische Auslenkung in X-Richtung und eine in Y-Richtung, die sich dann überlagern.

g)Diese Überlagerung sollte eigentlich "logischerweise" die Eigenspannungen vermindern. Die Ergebnisse zeigen aber was anderes!!

h)Und die elastische Verformung ist fast gar nicht mehr zu sehen!
Ich habe dir die Simulation angehängt und wäre dir dankbar wenn du kurz drüber guckst und mir sagen könntest, woran liegt das Fehler!
PS: in der Praxis brchen diese Stäbe (aus TitanAlloy) irgendwo zwischen die beiden Lagerungen (siehe Simulation).
Die Ursache dieses Bruches muss hiermit aufgrund der Entwicklung der Eigenspannungen nach Aufbringen einer zyklischen Belastung bzw. Auslenkung untersucht werde.

i) alles was ich von dieser Simulation erkennen kann ist dass die Eigenspannungen sich erhöht haben

j)Die Eigenspannungen nach der elastischen Verformung liegen im Bereich von ca. 2x10^-15 MPa und nach der Zyklische Belastung im Bereich von 2x10-13MPa. Denkst du, das ist plausible?

PS: Anbei ist ebenfalls ein Word-Datei die die Erbenisse darstellt.

Vielen vielen lieben Dank im Voraus!
Greg

[Diese Nachricht wurde von Greg89 am 11. Feb. 2014 editiert.]

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Hallo

f) nein, jemanden suchen, der das hat.
g) kann ich nicht nachvollziehen, sorry
h)
was mir auffällt:
- große Deformation ist nicht eingeschaltet -->einschalten
- die plastische Dehnung ist null--> irgendwas geht schief, die Spannungenl liegen knapp über der Fließgrenze, aber nur knapp. Kann so überhaupt eine Plastifizierung auftreten? hier liegt das Problem
- die bleibende Dehnung nach Entlastung ist Null --> weil es nicht plastifiziert
- die Vernetzung ist zu grob. 3 Elemente über die Dicke. Das ist viel zu wenig. Ich habe in meinem Demonstrator 7 Elemente über die Dicke gewählt, damit es lokale Bereiche (Elemente) geben kann, die plastifizieren können. Wenn es weniger werden, ist der Bereich der Plastifiziert kaum abzubilden --> feiner Vernetzen, dann kontrollieren, ob plastische Dehnungen auftreten. Ich gehe davon aus, dass das dann der Fall ist. Falls nicht, erst mal an dieser Stelle weitersuchen, die nachfolgende zykl. Belastung macht erst Sinn, wenn die Plastifizierung auftritt.

i) erst mal ausblenden --> Plastifizierung muss auftreen

J) das ist Null. --> siehe i)

Viel Erfolg (sorry für die knappe Antwort, habe nur noch 2min).

Viele Grüße
CG

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Christof Gebhardt

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[Diese Nachricht wurde von cgebhardt am 12. Feb. 2014 editiert.]

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Hallo Greg89,

ein kurzes Statment zum Ausgang der Sache wäre für alle diejenigen hilfreich, die irgendwann mal vor einer ähnlichen Frage stehen und in den alten Beiträgen suchen.

Viele Grüße
CG

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Liber Christof,

klar gebe ich hier einen Feedback.
Also dir Verformungen habe ich hinbekommen indem ich die Kraft erhöht habe und das Netzt verfeinert. Vergleichsdehung sind ebenfall enthalten geblieben. Also alles hat eigentlich geklappt.
Nur ich habe es nicht verstanden, warum der Uni Rechner bzw. auch andere Rechner (i7...) ca. 10 Stunden dafür brauchen, bis er eine Spannungsart gerechnet hat.
Über die Aussagefähigkeit der Ergebnisse kann ich leider noch nicht berichten!
Vielen lieben Dank Christof für all deine Hilfe

Beste Grüße
Greg

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Hallo

danke. Mit dem feineren Netz steigt an sich ja schon der Aufwand, mit der Plastifizierung dann noch mal.
Was ein guter Indikator ist, den Zeitverlauf (Lastverlauf) während der Rechnung zu beobachten. Geht die vor und zurück (z. B. von 0 auf 0.1, dann auf 0.05, dann 0.07, dann .1, .15, dann 1.2) sieht man, dass die Zeitschrittweite (Lastschrittweite) schnell zu groß wird. DAs kann man vermeiden, indem man das automatische Timestepping modifiziert. Aber: Dazu muss man ein bisschen was darüber wissen (Hilfe lesen) und gut beobachten, was die aktuelle Einstellung für Auswirkungen hat.

Freut mich aber, dass es vom Grundsatz erst mal funktioniert. Rechenzeit kriegt man dann auch noch in den Griff.

Viele Grüße
CG

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