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Autor Thema:  Kontaktprobleme in einer nichtlineare strukturmech.Simulation (3961 mal gelesen)
ZQ558
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erstellt am: 30. Mrz. 2015 13:17    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


Bild3.png


Bild4.png


Bild5.png

 
Hallo Zusammen,
momentan führe ich eine strukturmechanische Simulation (Workbench 15.0) eines Ventils durch (siehe Bild 5). Es wird untersucht welchen Belastungen das Ventil ausgesetzt wird und ob die Festigkeit bei maximaler Belastung erhalten bleibt. Es ist eine nichtlineare Simulationen. Folgende Nichtlinearitäten liegen vor.

• große Verformung
• nichtlineares Material
• Reibungsbehaftete Kontakte

Kurze Erklärung der Simulation. Die Simulation wird in zwei Vorgänge abgebildet.

1. Umformung einer Kante
Die Innenbauteile des Ventils werden durch einen Formschluss in Position gehalten. Diese Formschlussverbindung wird bei der Montage durch eine Kaltumformung einer Ventilkante generiert. Bei der Umformung entsteht eine kinematische Verfestigung in dieser Kante, die hohe Relevanz für die Festigkeit des Ventils hat und somit für die Festigkeitsanalyse nicht vernachlässigt werden darf. Deswegen erfolgt in den ersten Loadsteps, die Verformung (siehe Bild 1). Ein Materialmodell mit einer multilinearen kinematischen Verfestigung wurde hinterlegt. Dieser Vorgang erfolgt weggesteuert und läuft soweit stabil (siehe Bild1).

2. Aufbringen der Druckbelastung
Im Zweiten Schritt wird eine Drucklast von 4000bar eingeleitet, sowie diverse Gewindevorspannungen. Die Lasten werden in vielen Loadsteps eingeleitet, da sonst die Lösung direkt bei den ersten Loadsteps nicht konvergiert. So werden zb. die 4000bar in 10bar Schritten eingeleitet (400 Loadsteps) (siehe Bild2.1 und Bild2.2).
Als Elemente werden Plane183, Target 169 und Conta172 verwendet. 


Momentan machen mir die Kontakte in meinem Modell Probleme. Wenn ich das Kontakttool öffne sind einige Kontakte als inaktive deklariert (siehe Bild 3). Ich habe die Kontakte automatisch erstellen lassen und anschließend überarbeitet, sowie die Kontakte komplett manuell erstellt, bei beiden Varianten liegt das Problem vor. Bei den Kontakten handelt es sich um Reibungsbehaftete Kontakte die Teileweise im Ausgangszustand sich nicht Berühren (Kontakt und Zielelement, siehe Bild4). Algorithmus für die Berechnung der Kontakte habe ich erstmals auf Programmgesteuert gelassen, wenn die Berechnung stabil läuft wollte ich dann auf Lagrange Verfahren umstellen. Es wurden alle Grundeinstellungen übernommen, ich habe lediglich den Pinnball Radius manuell vergrößert, was aber auch keine Verbesserung gebracht hat. Das kuriose ist, das manche Kontakte (wie Kontakt in Bild 4) in manchen Berechnungen greifen, bei einem erneuten Durchlauf dann wieder nicht.

Meine Fragen:
1.  Kann mir jemand eine kurze Anleitung für die Erstellung Reibungsbehafteter Kontakte geben, oder mir sagen, auf was genau geachtet werden muss? Welche Fehler mache ich, dass die Kontakte inaktiv werden.

2. Im Kontakttool sind einige Kontakte als inaktiv deklariert, wie kann ich diese aktivieren (siehe Bild3)?

3. Im Kontakttool sind viele Kontakte gelb hiterlegt, da wird auf einen offenen Kontakt hingewiesen, was ja auch vom Modell richtig ist. Ist es zulässig mit diesen gelbhinterlegten Kontakten zu rechnen?

4. Bei der Vernetzung gibt es die Möglichkeit eine Kontaktelementgröße einzufügen, bei 2d kann ich dort leider keine von meinen Kontakten auswählen. Ist diese Funktion nur für 3D Simulationen?

5.Das Postprocessing würde ich gerne mit dem GUI durchführen, hierfür habe ich in der Workbench eine Verbindung mit der APDL über den Finite Element Modeler generiert. In den Analyseeistellungen, Ausgabesteuerung (in Mechanical) habe ich die „Knotenkräfte“ und „Kontaktergebnisse berechnen“ aktiviert, um diese im GUI zu nutzen. Nach kurzer Prüfung konnte ich erste Ergebnisse im GUI auswerten. Ist dieser Weg richtig, um Berechnungen von Mechanical(Workbench) in Classic(GUI) auszuwerten?

6. Postprocessing: Kann ich in der Workbench wie in Classic (GUI) Diagramme erstellten (post26) wo ich bspw. die Verformung von einem bestimmten Knoten über die Zeit (Loadsteps)auftragen, wenn ja wie? Wie kann ich mir die Elemente (mit Nummern) und Knoten(mit Nummern) in Mechanical anzeigen lassen?

Das war jetzt sehr viel Beschreibung und Fragen. Falls etwas unklar ist, dann fragt bitte. Ich wäre sehr dankbar, wenn mir jemand hier weiterhelfen könnte.

Vielen Dank im Voraus.
Viele Grüße
Roman

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ZQ558
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erstellt am: 30. Mrz. 2015 13:19    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


Bild1.png


Bild2.1.png


Bild2.2.png

 
Leider sind die ersten drei Bilder überschrieben worden. Deswegen hier noch einmal.

Viele Grüße
Roman

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Viele Grüße

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Boris-a
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erstellt am: 30. Mrz. 2015 14:59    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 ZQ558 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo Roman,
meine Tips bei Kontaktproblemen:
- Lockerer werden ;o)
- Pure Penalty Kontakte
- Kontaktsteifigkeit reduzieren (ruhig deutlich im ersten Schritt 0,01 z.B.)
- Steifigkeitsupdate jede Iteration oder Agressiv
- "Adjust to Touch" wo möglich aktivieren
- Weak Springs on
- Contact und Target richtig wählen
- Command: pred,off
- Meshing : Agressiv Mechanical
- Mit Mittelknoten rechnen
- kleine Lastschritte,  am besten Weggesteuert
- Direct Solver
- eine Jungfrau opfern...

Viel Glück...

Gruß
Bo

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Dem Ingenieur ist nichts zu schwere -
Er lacht und spricht: "Wenn dieses nicht, so geht doch das!
Er überbrückt die Flüsse und die Meere,
Die Berge unverfroren zu durchbohren ist ihm Spass.
Er thürmt die Bogen in die Luft,
Er wühlt als Maulwurf in der Gruft,
Kein Hinderniss ist ihm zu gross -
Er geht drauf los!
...

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ZQ558
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erstellt am: 02. Apr. 2015 12:49    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

Hallo Zusammen,
vielen Dank für deine schnelle Antwort Boris-a.
Ich habe deine Tipps ausprobiert. Leider bin ich immer noch nicht wirklich weitergekommen. Es werden immer noch einzelne Kontakte in dem Kontakttool (siehe Bilder oben) als inaktive deklariert. Komischerweise greifen die inaktiven Kontakte bei der Berechnung, d.h. die Teile stoßen an. Kann mir jemand erklären wie ich diese inaktiven Cantact- und Targetelemente aktivieren kann. Und warum dieses in den Zustand inaktive gesetzt werden. Aus der Ansyshilfe bezüglich des Kontakttools werde ich nicht schlauer.

Vielen Dank.

------------------
Viele Grüße

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daniaegerter
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Inventor Professional 2013
ANSYS WB 16

erstellt am: 02. Apr. 2015 14:37    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 ZQ558 10 Unities + Antwort hilfreich

Wie ist das Verhalten der Kontakte definiert?
Bei 'Asymmetrisch' wird ein Kontaktteil auf inaktiv geschaltet.

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ZQ558
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Registriert: 02.03.2015

erstellt am: 13. Apr. 2015 09:40    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

Hallo daniaegerter,
Sorry wegen der späten Antwort, ich war bis jetzt persönlicher verhindert. Danke für deine schnelle Antwort, diese hat mich auf die richtige Spur gebracht. Ich habe mich näher mit der Thematik, Kontaktalgorithmen und deren Symmetrie beschäftigt. Jetzt ist auch klar warum die einzelnen Kontakte im Kontakttool inaktiv sind.
Vielen Dank.
Viele Grüße

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Viele Grüße

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