---

Hallo,

mein Ziel ist die Ermittlung des Berstdruckes einer Membran (variable Dicke, variables Material und variabler Durchmesser).

Es handelt sich um eine kreisförmige Membran, welche am Rand fest eingespannt wird. Von einer Seite wirkt ein bestimmter Druck. Dieser soll so lange gesteigert werden, bis die Membran zum bersten gebracht wird.
Welches Berechnungstool unter Ansys Mechanical verwende ich für diesen Sachverhalt am besten? Auf welche Sachverhalte sollte ich besonders acht geben?

Führen bei der Berechnung 4 Zellen über die Dicke der Membran innerhalb der Vernetzung zu einem realistischen Ergebnis?

Vielen Dank im Voraus.

Grüße,
Gilli.

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

---

Keiner einen Lösungsvorschlag?

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

---

Hallo,

deine Berechnungsaufgabe ist ziemlich Standard und deine Frage hat nicht unbedingt etwas mit Ansys zu tun.

Wie groß sind die zu erwartenden Verformungen? Bei großen Verformungen, muss die entsprechende Option in Ansys aktiv sein (Non linear geometry).

Bei einem Membran lohnt es sich nicht ein Volumennetz zu generieren. Viel genauer bei weniger Rechenzeit sind in Ansys die "Shell Elements".

------------------
Viele Grüße
Alexandru Dadalau

MESHPARTS GmbH
Tuning Your Simulation
www.meshparts.de

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

---

Hallo und vielen Dank für die Antwort.
Das Problem ist, dass ich gern mit Parametern arbeiten würde. Das heißt:
- die Dicke der Membran,
- der Durchmesser der Membran,
- und eventuell das Material der Membran
sollen mit Parametern angepasst werden können. Für verschiedene Parameter soll der Berstdruck, also ab wann die Membran sich nicht mehr verformt, sondern reißt, ermittelt werden. Große Verformungen habe ich bereits eingestellt.

Ich weiß nicht genau, wie ich das ganze in Ansys Mechanical umsetzen soll.
Zurzeit simuliere ich eine statisch-mechanische Analyse mit linear steigenden Druck. Verformt sich die Membran ausschlißelich, ist das ganze kein Problem. Möchte ich diese mit höheren Drücken zum bersten bringen, konvergiert der Solver nicht mehr oder rechnet gefühlte Wochen für eine Konstellation.

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

---

Du kannst doch deine Geometrie in Design Modeler parametrisch erstellen, das sollte kein Problem sein.

Wenn der Solver bei zu hohem Druck zu lange braucht, dann ist die Verformung vermutlich extrem hoch. Ein expliziter Solver, wie LSDyna würde unter umständen besser funktionieren.

Poste doch mal ein Bild von Verformung bei dem maximalen Druck, bei dem es noch konvergiert. Am besten mit und ohne Skalierung der Ergebnisse.

------------------
Viele Grüße
Alexandru Dadalau

MESHPARTS GmbH
Tuning Your Simulation
www.meshparts.de

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

---

Hallo,

ob 4 Elemente reichen, hängt davon ab, wie der Spannungsverlauf mit den 4 Elementen abgebildet wird. Kann reichen, kann auch nicht reichen.
Wie klärt man das? Bei einem guten Netz liegen gemittelte und ungemittelte Spannungen nahe beieinander. Diesen Vergleich sollte man also nach der Analyse machen.

Welches Tool?
Hängt von dem gewünschten Analyseergebnis ab. Wie soll denn die Bewertung stattfinden?
In vielen Fällen vergleicht man die auftretenden Spannungen mit einem Spannungsgrenzwert, das kann man mit einer statischen Analyse über mehrere Lastschritte machen. So würde ich vorgehen.
Es gibt aber auch Applikationen, wo man das Verhalten beim Versagen berechnet (wie reißt das Material auf, und was passiert dann). Dann kann man das mit Workbench LS-Dyna tun. Nachdem bei Membranen das Verhalten im Versagensfall wohl nicht mehr so interessant ist (anders als bei Autos z. B.), wird es wohl auf die erste der beiden Varianten hinauslaufen.

Um die großen Deformationen zu rechnen, braucht es eine Steuerung der Lastschritte (wie schnell wird der Druck gesteigert). ANSYS versucht das mit Defaultwerten, die aber nicht für alle Applikationen perfekt passen können. Hier den Support zu Rate ziehen.

Viele Grüße
CG

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

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

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

---

Hallo und vielen Dank für die konstruktiven Antworten.

@Alexandru:
Mit Bildern kann ich nicht dienen, da ich zurzeit nicht in der Uni bin. Kann ich nächste Woche aber gern nachliefern. Die Parametereinstellungen habe ich gefunden, nur bringen mir diese nichts, wenn der Solver allein bei einer Konstellation mehrere Tage rechnet. Diesen Zeitfaktor würde ich gern verringern.

@Christof
Die Bewertung soll wie folgt stattfinden:
Ziel der Aufgabe ist die experimentelle Bestimmung der Streuung der Berstdrücke von Membranen, welche unter einem bestimmten Druck belastet werden.
So soll z.B. eine Membran bei einem Druck von ca. 1bar, eine andere bei einem Druck von ca. 10bar bersten. Mit mehreren Versuchen soll dann die Streuung berechnet werden.
Die Simulation dient somit der Ermittlung der Startwerte (welches Material, welcher Durchmesser, welche Dicke) benötige ich für einen bestimmten Druck innerhalb experimentelle Untersuchung.

Ich hoffe das war für alle verständlich.

Grüße,
Gilli.

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