---

Werkstoffmodell.png Zugversuch_darstellung.png

Hallo liebe Ansys-Gemeinde,
ich möchte einen experimentellen Zugversuch mit einer nummerischen Simulation vergleichen. Leider weichen die Ergebnisse stark voneinander ab. Folgende Einstellungen wurden in Ansys (WB15.0) eingestellt. Im Anhang sind ein paar Modellbilder.

- Axialsymmetrische Simulation (2d) einer Rundprobe
- Materialmodell, multilineare kinematische Verfestigung (umgerechnete  Werte aus den experimentellen    Zugversuch, also Hencky-Dehnung und Cauchy-Spannung)

- Weggesteuerte  Belastung,
- sehr feines Netz
- kleine Schadensquelle (Dreieck) auf dem Außendurchmesser in der Mitte der Probe eingebracht
- Direkter Solver

Die Berechnung läuft relativ stabil, hat wenige Bisektionen und konvergiert auch. Aus dem experimentellen Versuch ging hervor, dass die Probe nach einer Verlängerung von 21,6mm (Enddurchmesser 8mm in der Einschnürung) gerissen ist. In der Simulation findet er auch nach einer Verlängerung von 34mm (Enddurchmesser 7,3mm) ein Gleichgewicht. Im Vergleich mit dem Enddurchmesser aus dem Zugversuch, sollte ab einem Durchmesser von 8mm ein Versagen vorliegen, was in der Simulation aber nicht erfolgt. Die Unterschreitung des Durchmessers von 8mm erfolgt bei dem letzten Loadstep (Verlängerung von 33mm auf 34mm).  Jetzt weiß ich nicht wie ich dieses Ergebnis deuten soll. Wenn die Berechnung konvergiert, also ein Gleichgewicht gefunden wird liegt doch noch keine Versagen der Probe vor. 
Müssen noch weitere Einstellungen für das Werkstoffmodell erfolgen?  Hat jemand eine Idee was ich nicht beachtet habe? Oder ist eine Abweichung von ca. 40% für solche Simulationen normal?
Vielen Dank im Voraus.
Viele Grüße

------------------
Viele Grüße

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Die Simulation ist Weggesteuert.
Der Versuch war doch vermutlich Kraftgesteuert.
Wenn die Kraft in der Simulation abnimmt, wäre dass ja der Punkt wo es im Versuch reißt.

Gruß
Bo

------------------
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!
...

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Reaktionskraftzugversuch.png

Hallo Boris,
danke für deine schnelle Reaktion. Die Regelung erfolgte im Versuch über die Dehnungsgeschwindigkeit. [%/s], also auch weggesteuert. Ich kann momentan nicht ganz nachvollziehen warum in der Simulation die Probe dort reißen soll, wo die Reaktionskraft wieder abfällt. Im Anhang habe ich ein Bild von der Reaktionskraft an der Einspannstelle eingefügt. Könntest du mir das mit der Kraft näher erläutern.
Vielen Dank
Viele Grüße

------------------
Viele Grüße

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Soweit ich das sehe führst du doch eine mechanische Simulation und keine Bruchmechanik durch.
Ansys rechnet dann bis der Querschnitt komplett plastiziert ist.
Dann steigt die Kraft noch einmal infolge der NL Materialparameter an.
Danach wird infolge der Einschnürung der Querschnitt kleiner und somit auch die Kraft.
Hier würde im Versuch dann idealerweise der Bruch erfolgen (ohne Berücksichtigung von Imperfektionen die zu einer früheren Erstrissbildung führen)

------------------
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!
...

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

VerfestigunguberL0.png Einschnurung.png

Hallo Zusammen, Danke Boris.
Mein Problem ist:
Im Zugversuch erfolgte eine Einschnürung in der Probe, sodass auch nur in der Einschnürung die maximale Cauchy Spannung von ca. 1300N/mm² vorlag. Die Kraft ist bei Beginn der Einschnürung maximal 103kN und fällt dann, wie Boris es beschrieben hat.

In meiner Simulation plastifiziert die gesamte Länge L0 der Probe, bevor eine Einschnürung an der eingebauten Imperfektion erfolgt (siehe Bild im Anhang). So bekomme ich eine größer Verschiebung in axiale Richtung als im Versuch wirklich vorlag, und  die max. Kraft ist auch viel größer (137kN) bei Beginn der Einschnürung. Ich habe extra eine Imperfektion in Form einer Kerbe in der Mitte des Probekörpers eingebaut (siehe Bilder erster Blog), damit dort die Einschnürung erfolgt und somit auch nur dort diese maximale Cauchy Spannung und Hencky Dehnung auftritt.

Was jetzt?

1.) Die Kerbe ist 0,5mm tief (Probendurchmesser =14mm). Ist das zu wenig? Muss die Kerbe größer sein? Oder muss diese eine andere Form haben?

2.) Welche Größen sollte ich für den Vergleich von Versuch und Simulation heranziehen? Bin mir momentan nicht sicher wie ich den Vergleich am besten abbilden kann.

3.) Kann eigentlich auch ein Bruch in Ansys simuliert werden. Bis jetzt dachte ich, dass ein Bruch in Ansys nicht abgebildet werden kann, dann habe ich gestern das gefunden.
-https://www.youtube.com/watch?v=uW0PRpw-RCU

Ich werde jetzt mal statt einer Dreieck-Kerbe einen Radius einbauen.

Für weitere Tipps oder Anregungen wäre ich euch sehr dankbar.
Viele Grüße

------------------
Viele Grüße

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

pl_kerbe.jpg

=>

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP