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Seileinspannung.jpg

Hallo ANSYS-Freunde,

ich möchte ein relativ leichtes Problem mit ansys 14.5 lösen. Dabei handelt es sich um ein beidseitig eingespanntes Seil welches durch eine Querkraft belastet wird. Das Seil habe ich aus zwei Balkenelemente (Beam 188), welche gelenkig miteinander gekoppelt sind(CP-Befehl für das Gelenkmodell). Nun leite ich eine Kraft in das Gelenk ein und möchte die Reaktionskräfte an den Einspannungen berechnen. Fehlermeldung: Die Verschiebung in y-Richtung im Gelenkknoten sei zu groß...

Versuche ich jedoch die Last durch eine Verschiebung des Gelenks zu ersetzten, konvergiert die Lösung und ich erhalte die gewünschte Ergebnisse. Warum ist es so? und was mache ich falsch? Kann man in gelenken keine kräfte einleiten?

[Diese Nachricht wurde von Artomic am 01. Aug. 2014 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von Artomic am 01. Aug. 2014 editiert.]

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Hallo,

ich denke, der Ansatz eine Seil über 2 gelenkig verbundene Balken zu simulieren nicht ganz passend (Ein Seil überträgt nur Zugkräfte, hängt im unbelasteten Zustand durch/andere Verschiebungen als 2 gelenkige starre Balken usw.). Für Seile verwendet man gerne sog. LINK 10 Elemente, die Beiträge dazu findest du unter:

http://ww3.cad.de/foren/ubb/Forum101/HTML/004000.shtml

Vielleicht hilft auch ein Beispiel aus einem alten Newsletter mit dem Beispiel eines Sonnensegels:
http://www.cadfem.ch/fileadmin/files/9_service_newsletter/2006/0608/newsletter0608.pdf

Gruß
Holger

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Danke für den Hinweis. Aber wenn ich das Seil aus Link elementen modelliere, muss ich trotzdem ein Gelenk in der Mitte einbauen damit ich die Querkraft einleiten kann. Und wenn ich das seil aus link elementen um eine Seilrolle legen möchte, dann muss ich alle link elemente durch CP's verknüpfen damit eine art kette ensteht, oder liege ich da falsch. 
PS: In meinem Modell habe ich Beams verwendet die beidseitig gelenkig gelagert sind. Da die Kraft auch in einem gelenk eingfreift, werden die Balken nur auf zug belasten (ich sehe da kein Problem) 

Gruß
Artomic

[Diese Nachricht wurde von Artomic am 04. Aug. 2014 editiert.]

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Eytelwein.jpg

Hallo Holger_S,

dein Tip mit den Link elementen hat mich schon ziemlich weit gebracht. Jetzt habe das Eytelwein Problem, für das ich die Seileinspannung bräuchte gelöst, allerdings nicht in APDL sondern in WB. Die Reaktionskraft stimmt gut mit analytischer Rechnung überein.

Das Seil habe ich als Balken mit Rundem Querschnitt in DM erzeugt. In Mecanical habe ich diesen mit Link10-Elementen vernetzt. Nach dem Vernetzen erscheint der Seilquerschnitt als Polygon und nicht als Kreis. Ich weis jetzt nicht, wie ich diesen glätten kann. Elementengröße bei der Vernetzung hat keinen Einfluss. 

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Hallo Artomic,

schön, daß es letztlich geklappt hat. Ich arbeite nur mit ANSYS WB und habe auch wenig Erfahrung mit Seilen, vielleicht hilft die Suchmaschine hier im Forum, wenn du LINK 10 eingibst.

Zum Thema "beidseitig eingespanntes Seil über starre Balken": das Ergebnis wird in der Tat besser, je mehr Einzelbalken man verwendet, die man gelenkig miteinander verbindet.

Gruß Holger 

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mal eine Anmerkung : da das Element Link10 keine rotatorischen Freiheitsgrade hat, kann auch nicht von einer Einspannung geredet werden, sondern nur von einer beidseitig festen Lagerung.
Und aus meiner persönlichen Erfahrung ist es so das es manchmal besser ist das Seil als Balken zu modellieren, da auch die Biegung des Seils nicht immer vernachlässigt werden kann, insbesondere wenn es um Umlenkrollen geht.

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Gruß
Gerd
Hunde haben ein Herrchen oder Frauchen - Katzen haben Personal.

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>>...das Seil als Balken zu modellieren...

Fehlt da nicht ein "nicht"?

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Rainer Schulze

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nee Rainer, ganz bewußt als Balken - auch ein Drahtseil (besonders die mit hoher Tragfähigkeit, d.h. großer Dicke) wird über den Umlenkflaschen auch gebogen, und diesen Effekt sollte man schon näherungsweise erfassen. Es sei denn man modelliert das Drahtseil mit der Seele usw. .

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Gruß
Gerd
Hunde haben ein Herrchen oder Frauchen - Katzen haben Personal.

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>>nee Rainer, ganz bewußt als Balken

Es war mir nicht bewusst, dass ein Balken sich um eine Umlenkrolle winden lässt.
Sollte ich vielleicht mal üben...

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Rainer Schulze

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nicht einer, sondern viele Elemente 

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Gruß
Gerd
Hunde haben ein Herrchen oder Frauchen - Katzen haben Personal.

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Hallo Leute,

mir geht es hauptsachlich um die Beanspruchung der Seilrolle und nicht des Seils, deshalb kann Biegung vernachlässigt werden. Ich habe vergessen zu erwähnen, dass es sich um 200er Scheibe und 6mm Seil handelt. Zurzeit habe ich das Problem, dass das Seil nach dem Vernetzen im Querschnitt nicht rund ist (s. Bild oben) und ich weis nicht wie ich das ändern kann. Eine Netztverfeinerung Führt zu größeren Anzahl von "Seil-Scheiben" aber nicht zu einem runderen Seil-Querschnitt.

PS: Wenn man die Biegung mitberücksichtigen möchte, würde ich das Seil aus Balkenelementen, die mit einer definierten Drehsteifigkeit gelenkig verbunden sind modellieren.   

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bei den Verhältnissen (Rolle zu Drahtseil(?)) kann man in der Tat die Biegung im Seil vergessen noch dazu wenn es um die Belastung der Rolle geht. Meine Fälle beinhalteten 80- 90 mm Seile.
Die Frage ist - was willst Du in der Umlenkrolle berechnen?
Mich macht die Spannungsverteilung in der Umlenkrolle stutzig - wie ist das Ding in der Realität gelagert - dreht es um einen Bolzen - Hintergrung: ich würde mehr aufgrund der Belastung auf eine symmetrische Spannungsverteilung tippen

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Gruß
Gerd
Hunde haben ein Herrchen oder Frauchen - Katzen haben Personal.

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Unbenannt.jpg

Hallo Leute,

um das Problem mit dem Seilquerschnitt lösen zu können(standardmäßig wird ein runder Querschnitt mit 8-seitigen Polygon bei der Vernetzung ersetzt(s. Bild oben)), habe ich folgendes gefunden(s.Bild)
Kann mir bitte jemand helfen wie ich die Daten für den Querschnitt(SECDATA) via APDL in ANSYS WB eingeben kann.

Mit freundlichen Grüßen
Artomic

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Unbenannt.jpg

Hallo Leute,

ich bin immer noch auf der suche nach einer Lösung für Netzanpassung des Balkenquerschnittes in WB. In APDL gibs es ein beam Tool dazu. Hat jemand einen tip wie man das in WB umsetzten kann? Danke.

Gruß
Artomic   

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Seil-WB.jpg

Hallo Artomic,

ich verstehe das Problem nicht ganz, aber in der WB würde ich das Kommando für die Eigenschafts-Änderungen per APDL direkt unter die jeweilige Geometrie einfügen. Im Beispiel (Anhang) wurde auch der Elementtyp geändert und die Querschnittsfläche des Seils auf 10mm² gesetzt. Vielleicht kann man auch die Querschnittsgeometrie ändern, das habe ich noch nicht ausprobiert...

Gruß
Holger

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Balken_Querschnitt.jpg

Hallo Holger_S,
ich habe die benötigten APDL-Befehle gefungen und unter dem Linienkörper eingegeben:

querschnitt=matid
sectype,querschnitt,beam,csolid    !Kreisquerschnitt für Balkenelement
secdata,2,12,3                    !Radius=2, 12 elemente am Umfang, 3 Elemente radial

Das Problem ist, dass WB die Darstellung trotz des APDL-Befehls nicht ändert, d.h. der Querschnitt bleibt als 8-Kant.

Hier ein Ausschnitt aus der Input-Datei:

/wb,mat,end                !  done sending materials
/com,*********** Send Beam Properties ***********
SECTYPE,1,BEAM,CSOL
SECDATA,2.

secoffset,cent
! ****** Begin Command Snippet ******
*set,matid,1
!  Commands inserted into this file will be executed just after material definitions in /PREP7.
!  The material number for this body is equal to the parameter "matid".

!  Active UNIT system in Workbench when this object was created:  Metric (mm, kg, N, s, mV, mA)
!  NOTE:  Any data that requires units (such as mass) is assumed to be in the consistent solver unit system.
!                See Solving Units in the help system for more information.

querschnitt=matid
sectype,querschnitt,beam,csolid
secdata,2,12,3
! ****** End  Command Snippet ******

Gruß
Artomic

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Hallo,

also ich kenne mich jetzt mit ANSYS Classic und den vielen Befehlen nicht so genau aus, da ich nur ab und zu (wenn nötig) kleine Ergänzungen in Workbench einfüge - aber zuerst einmal hat "matid" nichts mit dem Querschnitt zu tun, sondern definiert (automatisch) die entsprechende Nummer für das Bauteil - das steht auch in den ersten paar Zeilen oben wenn man einen "command" Befehl einfügt.

Zur Querschnittsform: Da es sich um ein Stabelement handelt, welches nur Zug und/oder Zugkräfte übertragen kann, ist es völlig unnötig, eine bestimmte Querschnittsform definieren zu wollen, da die Zug- oder Druckspannung nur von der Größe der Fläche abhängt und somit auch nicht in ANSYS definiert werden muß (siehe Hilfe-Menü: LINK10 oder 180).

Anders sieht es aus, wenn es um einen Balken geht, da spielt die Querschnittsform eine entscheidende Rolle, da Balken auch Biegemomente aufnehmen können und über das Widerstandsmoment die Spannung berechnet wird.

Gruß Holger

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Hallo Holger_S,

ich bin jetzt von dem Modell-Seil aus Link-Elementen weg. Meine Idee ist das Seil als eine Kette aus Balkenelemente zu modellieren, die durch gelenke mit einem Freiheitsgrad verbunden sind. Durch die Gelenke kann ich dann  die Biegesteifigkeit und Dämpfung des Seils abbilden. Die Querschnitsform ist mir nur wegen der Kontaktpressung wichtig.

Die bezeichnung "querschnitt" bei dem APDL-Befehl ist einfach ein Parameter der dem "matid" gleichgesetzt wird.

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