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Gut zu wissen: Hilfreiche Tipps und Tricks aus der Praxis prägnant, und auf den Punkt gebracht für Ansys
Autor Thema:  stark abweichende Ergebnisse beim Zugversuch simulieren (5716 mal gelesen)
TomTG
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erstellt am: 25. Feb. 2014 23:46    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

Hallo,
ich arbeite mit Ansys WB 14.5. Ich habe in einem experimentellen Zugversuch eine Spannungs-Dehnungskurve aufgenommen. Die Tabellarischen Daten habe ich in Ansys eingefügt. Dazu habe ich noch das E-Modul ausgerechnet und die Querkontraktionszahl von 0,3 eingesetzt. Also habe ich die Materialeigenschaften über die Isotrope Elastizität und den einachsigen Zugversuch definiert.
Meine Idee ist die Probe um 20 mm zu "strecken", dann müsste die dafür benötigte Kraft gleich der aus dem Zugversuch sein.
Habe ich mit dieser Annahme schon ein Fehler begangen?

Oder rechnet Ansys vorrangig mit der Isotropen Elastizität anstatt mit den Versuchsdaten?
In den Voreinstellung habe ich große Verformungen und nicht lineare Auswirkungen aktiviert.

Vielen Dank schon mal für die Antworten

Grüße

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ChristophN
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erstellt am: 26. Feb. 2014 10:18    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 TomTG 10 Unities + Antwort hilfreich

So kann Dir keiner helfen. Also: was hast Du gemacht (Versuchsdaten? Welcher Werkstoff? Welche Probe? Plastizität?...)?

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TomTG
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erstellt am: 26. Feb. 2014 10:43    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


DatenAnsys.JPG

 
Hallo,
im Anhang ist eine Zeichnung von der Probe.
Es handelt sich um ein Tiefziehstahl DIN EN 10111-DD13 oder 1.0335.
Im Anhang sind auch die Daten die ich in Ansys eingesetzt habe.

Ich habe das eine Ende der Probe mit der externen Verschiebung fixiert und das andere Ende verschiebe ich mit Hilfe einer zweiten externen Verschiebung um 20 mm.

Und nach meinem Verständnis müsste doch die gleiche Kraft benötigt werden, wie bei dem Zugversuch. oder liege ich da falsch?

Fehlt noch was?

Grüße

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TomTG
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erstellt am: 26. Feb. 2014 10:44    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


ProbenformI.JPG

 
So hier die Probenform.

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ChristophN
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Berechnungsingenieur


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erstellt am: 26. Feb. 2014 11:28    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 TomTG 10 Unities + Antwort hilfreich

Der E-Modul ist viel zu klein (es sollte ja etwas in der Größenordnung von 2.1*10^5MPa herauskommen). Außerdem sind deine Dehnungen viel zu groß, eine Streckung von 30 hält glaube ich kein Stahl aus...

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TomTG
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erstellt am: 26. Feb. 2014 17:30    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

Ja, bei dem E-Modul hab ich mich um einige 10er stellen verrechnet.
Das E-Modul ist jetzt 4,24 E+05 MPa groß.

Bei dem Zugversuch hatte ich ein Weg von 28mm bis es zu Bruch kam. Es ist ein Stahl der sehr gut für Kaltumformungen geeignet ist.

Nun habe ich das Problem, dass viel zu große Kräfte auftreten. Selbst wenn ich nur im liniearen Bereich bleibe (als Weg= 0,42 mm), tritt eine Kraft von 33,5 kN auf. Im Zugversuch war für diesen Weg eine Kraft von 5,2 kN notwendig.

Mache ich ein Fehler bei dem Einpflegen der Daten in Ansys?

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TomTG
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erstellt am: 26. Feb. 2014 18:07    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

Ich habe jetzt die Spannungs-Dehnungsdaten komplett verändert, also um eine 10er Potenz erhöht. Und die resultierenden kräfte ändern sich nicht in der Simulation.
Gibt es im Ansys eine Einstellung, bei der man es direkt auswählen muss, welche Daten das Programm nutzt?

Grüße

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TomTG
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erstellt am: 27. Feb. 2014 21:17    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

Hallo,
ich habe das Problem gefunden.
Ansys rechnet wirklich nicht mit den Daten aus der Eingabe unter "einachsiger Spannungsversuch"

Ich habe die Daten jetzt unter dem Punkt multilineare isotrope Verfestigung eingegeben.
Mal sehen ob das jetzt funktioniert.

Grüße

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cgebhardt
Moderator
Maschinenbauingenieur


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erstellt am: 28. Feb. 2014 22:29    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 TomTG 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo,

nein, mit den Versuchsdaten rechnet Ansys i. d. R. nicht. Die Versuchsdaten in ANSYS können bei bestimmten Materialklassen gefittet werden, danach steht das Material dann über das Materialmodell mit den an den Versuchsdaten ermittelten Parametern zur Verfügung.
Ausnahme ist das hyperelastische Response Function Modell, das verwendet die Versuchsdaten.

Viele Grüße
CG

------------------
Christof Gebhardt

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

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TomTG
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Beiträge: 18
Registriert: 25.02.2014

erstellt am: 02. Apr. 2014 22:17    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


Unbenannt3.JPG


Unbenannt4.JPG

 
Hallo,
es haben sich noch einige Probleme ergeben.

Ich bekomme immer wieder nicht konvergierende Lösungen.

Bis jetzt habe ich die Probenform auf einen einfachen Quader beschränkt mit den Maßen 100x12x2 mm (LxBxH).

Die Vernetzung hatte eine festgelegte Elementgröße von 0,5 mm, damit mindesten 4 Elemente in der Höhe auftreten.

Ich habe mit externen Verschiebungen gearbeitet, also eine Fläche kann sich nicht verschieben und die andere um -25 mm in die Y-Richtung. Außerdem wurden die Verschiebungen als Starr definiert.

Ich vermute ein Problem mit den Materialdaten.
E-Modul: 2,09 E+05 MPa
Querkontraktionszahl: 0,3

Die Nichtlinearität habe ich über die multilineare isotrope Verfestigung definiert.
Am Anfang hatte ich noch den linearen Bereich mit hereingebracht, doch nach dem Foren-Eintrag herausgerechnet.
http://ww3.cad.de/foren/ubb/Forum101/HTML/006911.shtml

Des weiteren habe ich den Versuch mit ERFOLG, über die Bilineare isotrope Verfestigung rechnen lassen, doch dieses Ergebnis bringt mir nichts.

Ich vermute also ein Fehler in den Materialdaten. Speziell mit der Multilinearen isotropen Verfestigung.

Kann mir jemand mit dem Problem weiter helfen?

Grüße

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Unimatrix-zero
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Ansys 15.0

erstellt am: 02. Apr. 2014 23:05    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 TomTG 10 Unities + Antwort hilfreich

Kann es sein, dass du nicht die wahren Spannungen, sondern die Ingenieursspannungen, in deinem Materialmodell angegeben hast?

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TomTG
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erstellt am: 02. Apr. 2014 23:40    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


Unbenannt500.JPG

 
Ja das habe ich auch schon probiert.
Die Formeln dafür habe ich von hier: http://wiki.esigmbh.de/esi:crash_safe:material:messkurven

Das Ergebnis war das selbe, hier noch das Diagramm der Kraftkonvergenz.

was auch noch zu sagen ist, ich benutze ein Zeitschrittsteuerung
Anfänglicher ZS: 0,1s
Min ZS: 0,0001 s
Max ZS: 0,1s

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Simulinho
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Berechnungsingenieur


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erstellt am: 03. Apr. 2014 07:24    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 TomTG 10 Unities + Antwort hilfreich

Hi,

Meinst du nicht, dass 230 Pa als Fließgrenze etwas niedrig sind ?

Das sollen doch bestimmt MPa sein. 

Gruß

Simulinho

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Unimatrix-zero
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Ansys 15.0

erstellt am: 03. Apr. 2014 08:40    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 TomTG 10 Unities + Antwort hilfreich

In Ansys musst du beim Materialgesetz die wahren Spannungen angeben!

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TomTG
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erstellt am: 03. Apr. 2014 09:05    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

Ja das sollen MPa sein. Ist auch schon korrigiert.

Ich hab das selbe Problem immer noch, trotz den wahren Spannungen.

Ich rede heute nochmal mit meinem Professor, vielleicht hat er noch eine Idee.

[Diese Nachricht wurde von TomTG am 03. Apr. 2014 editiert.]

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deepblue
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erstellt am: 03. Apr. 2014 13:58    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 TomTG 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo Tom,
hast Du kein Plastizitätsgesetz definiert?
Ich finde hierzu keine Info's in Deinen Beiträgen...
Nur mit dem E-Modul gerechnet, ist es klar das die Kräfte nicht stimmen...
Ausserdem:
20mm Verformung ist ganz schön viel. Da stellt sich mir die Frage, ob die Elemente dann noch i.O. sind?

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

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

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TomTG
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erstellt am: 08. Apr. 2014 09:49    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

Ich habe die Multilineare isotrope Verfestigung definiert, ist das nicht die Definition für die Plastizität?

Ja die Verformung von dem Material ist wirklich so groß, das ist ein Tiefziehstahl DD13. Nach der Norm DIN EN 10111 liegt die Bruchdehnung bei ca. 29 %. Also bei dieser Porbenform (A80)

[Diese Nachricht wurde von TomTG am 09. Apr. 2014 editiert.]

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