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Guten Tag,
Ich habe derzeit ein Problem mit einer Verformung/Durchdringung eines Bauteils bei thermischer Belastung (thermomechanisch)

Ausgangssituation:
An einem Pressstempel (dieser ist fest eingespannt, Fixierte Lagerung) wird eine Aufspannplatte (Material Aluminium) montiert. Die Platte wird durch Gewindestangen gehalten. Die Gewindestangen sind durch Gewindeschrauben am Pressstempel fixiert. An der Aufspannplatte wird eine Werkzeugform Material Stahl) aufgespannt (Verbundkontakt)

Ziel/Untersucht werden soll:
Die Durchbiegung/Verformung der Aufspannplatte in Z-Richtung

Randbedingungen:
Erdbeschleunigung (Schwerkraft bzw. Eigengewicht)
thermische Belastung (175° C an  Aufspannplatte und Werkzeugform)

Im ersten Schritt habe ich ohne thermische Belastung gerechnet. Hierbei hab ich die Kontaktdefinition zwischen Aufspannplatte und Werkzeugform unterdrückt/Deaktiviert. Da die Platte nur durch die Gewindestangen gehalten wird. Das Verformungsergebnis ist soweit auch richtig. Die platte löst sich etwas vom Stempel bzw. es entsteht ein kleiner Spalt!

Das selbe habe ich nun mit thermische Belastung gemacht und es kommt zu einer merkwürdigen Verformung (biegt sich nicht nach unten sondern nach oben!), gleichzeitig durchdringt die Platte den Stempel

Meine Frage:
Anscheind muss ich bei den Kontakteinstellung irgendwas einstellen, dass die Aufspannplatte sich nicht durch den Stempel drücken darf? In der Realität könnte sich die Platte ja nicht weiter verformen sondern würde lediglich am Stempel aufliegen?!

EDIT:
Hab nun vor der statisch-mechanischen eine thermo-stationäre Berechnung geschaltet bzw. gekoppelt, mit den errechneten Temperaturen bin ich dann in die statische Berechnung aber die Eregbnisse sind praktisch die gleichen, auch hier verformt sich das Bauteil  nach oben. Entspricht das der Realität?

Hat einer einen guten Rat bzw. eine Idee was falsch läuft?

Vielen Dank für eure Hilfe    

[Diese Nachricht wurde von cenit1987 am 14. Mai. 2014 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von cenit1987 am 15. Mai. 2014 editiert.]

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Hallo,

ohne Kontakt gibt es nichts, was die Verformung verhindert. Das Ergebnis muss dann unlogisch sein, wenn man eine Interaktion zwischen Körpern erwartet, aber keinen Kontakt hat.

D. h. nur DURHCH den Kontakt kann überhaupt erst eine Kraftübertragung stattfinden. Wenn dieser Kontakt zwischen Zug und Druck unterscheiden soll, ist ein nichtlinearer Kontakt erforderlich. Das hat Konsequenzen in Bezug auf Rechenzeit, Anforderungen an die Modellbildung - Stichwort Gleichgewicht, Lösungsstrategie (kraftgesteuert vs. weggesteuert).

Für mich sieht das Ergebnis auch ohne Temperatur schon unlogisch aus. Wieso sollte die Platte komplett von dem AluBlock abheben? Nur durch das Eigengewicht? Ist das plausibel? Sollten die Schrauben nicht dafür sorgen, dass die Platte anliegt? Zumindest an den Rändern?

Ich empfehle hier im Forum mal nach Beiträgen zu Schraubenberechnung zu suchen und diesen Film anzuschauen
http://www.youtube.com/watch?v=V3gJZmlke1o&feature=share&list=PL2wHqqH5J8hY819yv6t1QpjJZibwFHPsq&index=3

Viele Grüße
CG

PS: Ich will Ihnen nicht zu Nahe treten, aber es klingt für mich so, als ob Ihnen Unterstützung bei dieser Aufgabe helfen könnte. Sie sind ohne Frage in der Lage, die Software zu bedienen und beißen sich tapfer mit Ihren Fragen hier im Forum durch. Aber nichtlineare, gekoppelte, transiente Simulationen sind zu anspruchsvoll, um jeden Hintergrund auf diesem Weg zu klären. Es kommt halt immer eine Lösung raus (naja, mit nichtlinearen Kontakten nicht mehr). Prüfen Sie, ob Sie Hilfe von einem erfahrenen Anwender annehmen wollen, sei es in der Firma/Institut/Hochschule, sei es am CADFEM Support. Alles Gute und viel Erfolg.

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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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Hallo Cenit1987,

hast du dir die Ergebnisse mal angeschaut wenn du Darstellung auf 1:1 setzt. Ich könnte mir Vorstellen das dann das ganze mehr Sinn ergibt.

Gruß
Frank

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@cgebhardt
Danke für den Hinweis aber ich halte die Durchbiegung bei Fall "ohne Temperatur" für realistisch. Was meinst du mit Platte abheben vom Alublock?. der Alublock liegt lediglich am Pressstempel auf (liegt nicht press an!). Die Gewindestangen sind bei der Berechnung derzeit noch ohne Schraubenvorspannkraft (alles bisher mit Verbund-Kontakt!) versehen, d.h. der Alublock wird nicht angezogen.

Ich lass lieber die Finger von der thermischen Berechnung.

@Frank0818
Ja natürlich, ich hab den Verformungsfaktor bewusst so groß gewählt damit man was erkennen kann. Trotzdem ist die Verformung bei thermischer Belastung merkwürdig!

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Na, dann ist die Deformation ja so, wie zu erwarten.
Das Eigengewicht zieht die Platte nach unten. Durch den nicht wirkenden (existierenden) Kontakt durchringt die Platte das Werkzeug.

Soweit also gut.

Jetzt die Entscheidung treffen, soll die Platte das Werkzeug nicht durchdringen --> Kontakt (nichtlinear).

Danach die Schraubenvorspannung aktivieren. Daran denken: Äußere Last im ersten Lastschritt deaktivieren!

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Christof Gebhardt

CAD-FEM GmbH
Marktplatz 2
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cgebhardt(at)cadfem.de
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Mir geht es hierbei um die Tatsache, dass die Platte sich nach oben wölbt und durch die großen Block (Pressstempel) schlägt bzw. durchdringt.

Eigentlich hätte ich erwartet, dass die Verformung in etwa der ohne thermischen Belastung entspricht, nur das die Platte sich noch weiter nach unten wölbt bzw. der Spalt zwischen Platte und großen Block noch größer wird!

Entsteht de Wölbung nach oben durch die Eigenspannungen die durch die Temperaturerhöhung verursacht werden? Ist die Spannung so groß, dass die das Eigengewicht (450 kg) der Werkzeugform (kleiner Block ganz unten) mit nach oben wölben kann?

Ich will eben die Durchdringung nach oben verhindern aber es wäre falsch von anfang an zu sagen, dass zwischen der Platte und dem großen Block ein Verbund-Kontakt oder so existiert.

Das finde ich eben merkwürdig!

[Diese Nachricht wurde von cenit1987 am 16. Mai. 2014 editiert.]

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Scale1.png

...ich will nochmal verdeutlichen was ich meine mit meiner Aussage. http://ww3.cad.de/foren/ubb/uploads/Frank0815/Scale1.pdf In der Datei ist das Ergebniss mit unterschiedlicher Skalierung dargestellt. Die Durchdringnung ist nur durch die Scalierung entstanden und nicht real.
Du kannst also nur eine vernünftige Aussage treffen wenn du True Scale verwendest, bzw. die genauen Koordinaten der Knoten (Elemente).
Also bist du dir sicher das die sich druchdringen?

Grüße
Frank

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Ich werde es nochmal überprüfen!

Aber wenn im Ausgangzustand der Abstand zwischen Platte und Block 0mm ist (liegen direkt aneinander an) und jetzt im Ergebnis +2mm in Z-Richtung steht, dann muss die Platte doch durchdringen (da der BLock festeingespannt ist!)

[Diese Nachricht wurde von cenit1987 am 16. Mai. 2014 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von cenit1987 am 16. Mai. 2014 editiert.]

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Hallo,

eigentlich darf man ein nichtlineares Phänomen nicht einfach linear hochskalieren. Man macht es manchmal trotzdem um die Tendenz besser zu erkennen, aber "richtig" ist was anderes.
Viele Grüße
CG

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Christof Gebhardt

CAD-FEM GmbH
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