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MLC60mittignochgrobvernetztVerformung.png

Hallo CAD-Gemeinde,

ich schreibe zurzeit mein Masterarbeit und benötige ein wenig Hilfe bei meiner Lagerung.
Es geht um eine mobile Brücke, die 22 m lang ist und jeweils auf beiden Seiten 1m Auflager hat. Die Auflägerfläche der Brücke erstreckt sich über die gesamte Breite.

Mein Problem sit folgendes:
Ich bin mir bei der Wahl der Randbedingungen sehr unsicher, da sich die Brücke unter Last theoretisch frei bewegen kann. Die Last an sich erzeugt ja in der Realität über Reibung zwischen Brücke und Boden einen Widerstand. Ich muss das Modell jedoch deßhalb in X-Richtung festhalten, da Kräfte orthogonal auf die Fahrbahn wirken und sie ohne RB einfach zur Seite schieben.
In dem Screenshot sind im Moment elastische Lagerung an den unteren Fläche, sowie an den Seiten zum festhalten gesetzt. Man kann sehr gut den 1m Auflagerfläche erkennen, der jedoch sehr "eingespannt" wirkt.
Jedoch müsste sich im Auflagerbereich die Brücke mit der Verformung "mitdrehen". Ich bekomme auch die Fehlermeldung "Elemente mit zu wenig RB...Es wurden schwache Federn eingesetzt..."

Ich denke, dass mit der elastischen Lagerung ist schon eine Gute Idee an sich, aber nur eine Basissteifigkeit anzugeben verwirrt mich ein wenig. In dem Modell ist diese testweiste auf 1 N/mm^3 gestellt.

Hat jemand evtl. eine Idee, wie ich die Lagerung frei in alle Richtungen bekomme, aber die Brücke trotzdem irgendwie festhalten kann in den X-Richtungen und in Minus Z-Richtung?

Vielen Dank

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Hallo,

"frei in alle Richtungen bekomme, aber die Brücke trotzdem irgendwie festhalten" klingt nach Mission impossible.

Aber es gibt Hoffnung.
Man muss sich überlegen, wie sich die Struktur in der Praxis bewegen kann und wie nicht und das dann Modelltechnisch umsetzen.

Eine Randbedingung, die die Struktur nicht versteift und 6 Freiheitsgrade bietet, ist das remote displacement.
Fläche selektieren, remote displacement wählen (in dieser Reihenfolge) definiert einen remote Point im Schwerpunkt der Fläche. dort werden die 6 Freiheitsgrade wirksam und per Koppelgleichung starr oder deformierbar an die Knoten der Fläche angebunden.
Wichtig: Der Ort der Freiheitsgrade wird über ein Symbol dargestellt. Verwendet man eine andere Reihenfolge oder andere Koordinaten im Detailfenster, wirken die Freiheitsgrade an einem anderen Ort. Deshalb: Lage dieses Symbols verifizieren und ggf. korrigieren.

Damit könnte man z. B. rechts eine Lagerung fix in x, y,z, Rotation fix in x, frei in y(drehweich, kein Eintrag), frei in z definieren. Links würde ich (im Falle eines Loslagers x auch frei lassen.

Man kann natürlich auch in z unterscheiden zwischen positiver und negativer Richtung. Dann braucht man eine Kontaktdefinition an den Enden, die eine genauere Modellierung erfordert und mehr Rechenzeit, aber natürlich auch eine höhere Realitätstreue ermöglicht. Es ist eine ingenieurtechnische Entscheidung, ob sich dieser höhere Detailgrad lohnt. Bei Bedarf helfen wir (CADFEM) gern dabei.

Viele Grüße
CG

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Christof Gebhardt

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

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ähh, mal ganz nebenbei gefragt ob der Angaben in Deinem Plot - darfst Du dieses Bilder hier posten?
MLC 60 - huiiii

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

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Danke schonmal für deine Antwort cgebhardt.

Wenn ich das eine Lager aber fix (also das man 0 mm eingibt meinst du oder?) in x,y,z Richtung halte ist es dann nicht eingespannt? Oder ist durch die Verhaltenssteuerung, im Moment auf deformierbar eingestellt, eine Einspannung nicht gegeben?
Außerdem soll sich die Brücke eigentlich in alle Richtungen rotieren lassen, da sie sich wirklich einfach nur auf einer Fläche befindet und somit bei exentrischer Belastung auch kippen also in der X-Achse rotieren kann.
Das mit der Koppelgleichung habe ich leider nicht verstanden. "gekoppelt" ist zwar eine Option bei dem Verhalten einer externen Verschiebung, aber ein Gleichung kann ich dort nicht eingeben. Oder meinst du genau diese beiden Auswahlmöglichkeiten "starr" und "deformierbar"?

Der Punkt mit der Kontaktdefinition klingt interessant, da realitätstreue natürlich sehr wichtig ist. Mir ist jedoch leider nicht genau klar, was du damit meinst?

Besten Dank

Gruß

Maik

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Zitat:

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Original erstellt von smittytomcat:
ähh, mal ganz nebenbei gefragt ob der Angaben in Deinem Plot - darfst Du dieses Bilder hier posten?
MLC 60 - huiiii

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Man kann in dem Modell ja gar nichts Genaueres erkennen und den Namen des Systems habe ich ja auch nicht genannt . Außerdem gibt es zahlreiche Miniaturmodelle zum nachbasteln und kaufen dieser netten Brücke.
Aber danke dir für deinen Hinweis...auf den Dateinamen habe ich natürlich nicht geachtet...

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Ja, 0 mm vorgeben heisst, Translation fixiert.
0 Grad vorgeben heisst, Rotation fixiert.
Gleichzeitig irgendwie festhalten und irgendwie loslassen geht eben nicht (das war der Eingang meines Posts).
Dass die Brücke in alle (!) Richtungen rotieren soll wusste ich nicht, dann einfach die Rotation nicht fixieren (keine Null eintragen).
Wodurch ergibt sich dann eine eindeutige Lösung? Ein minimales Ungleichgewicht (und die numerisch Verteilung der eigentlich gleichen Knotenkräfte kann dazu schon reichen)wird dazu führen, dass die Brücke ein Eigenleben entwickelt. Da muss man was tun (z. B. Lagerung eines einzelnen Punktes außerhalb der Rotatiosachse in Tangentialrichtung, dort wird das numerische Ungleichgewicht abgefangen).

Ja, starr und deformierbar erzeugt eine Koppelgleichung zwischen dem Punkt der Lagerung und den angewählten Flächen.

Und ja, Kontakt ist immer genauer als eine einfache Randbedingung. Nichtlineare Kontakte ermöglichen die Übertragung von Druck und begrenzten (Reibwert) Schubkräften, aber eben auch Separieren von Teilen wenn Zugbelastungen auftreten. Das hat zur Konsequenz, die Analyse wird nichtlinear.
Siehe hier
http://www.esocaet.com/wikiplus/index.php/Kontakt
http://www.esocaet.com/wikiplus/index.php/Kontakt_Beispiel
http://www.esocaet.com/wikiplus/index.php/Nichtlinearit%C3%A4t
http://www.esocaet.com/wikiplus/index.php/Gleichgewichtsiteration
http://www.esocaet.com/wikiplus/index.php/Konvergenz

D. h. man modelliert die Lagerung im Detail, muss sich aber auch mehr mit diesen Details auseinandersetzen. Sowohl von der Physik als auch bgzl. der Numerik. D. h. unabhängig von der Aufgabe mal einen nichtlinearen Kontakt im Kleinen modellieren und rechnen, Verständnis für die Vorgehensweise entwickeln und dann auf die gewünschte Aufgabe übertragen. Diese Empfehlung können Sie natürlich ignorieren, Sie werden dann aber länger brauchen.
Quellen für Mehr:
1. Die Tutorials in der Hilfe.
2. Sowas mal in ANSYS Workbench rechnen:
http://www.mece.ualberta.ca/tutorials/ansys/AT/Contact/Contact.html
https://www.youtube.com/watch?v=V3gJZmlke1o
3. Bücher (insbesondere mit Übungen) zu ANSYS Workbench; vielleicht gibt es schon eines in Ihrer HS-Bibliothek.
4. Training
http://www.cadfem.de/wissen/seminare/ansys-strukturmechanik/s/10030.html

Viel Erfolg
CG

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Christof Gebhardt

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

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Bildschirmfoto2015-06-20um09.45.41.png

hi,
also ich find deinen ursprünglichen Ansatz mit dem elastischen auflager gar nicht schlecht. Wenn du das einfach halten willst. bin zwar kein bauing. aber meines Wissens nach gibt sie die Elastizität des Bodens bei flächiger Belastung durch druck wieder. Haken ist eben das sie das auf Zug und druck macht. was man bei einer brücke, die bis auf Biegung an den auflagern keinemn Zug ausüben sollte, in kauf nehmen könnte.

Wenn du jetzt mal die 6 FG deiner Brücke auseinander dividierst kommst du auf
UX - frei (Fahrtrichtung)
UY - frei (quer)
UZ -gebunden, entsprechend der schwerpunktlage gibts die lagerreaktionen und in Verbindung mit der elast. Lagerung federt sie rechts und links entsprechend in den "Boden" ein.

RX - gebunden, analog UZ
RY - gebunden, analog UZ
RZ - frei, analog UX und UY

Was du brauchst ist zum einen ne realistische zahl für die bettungsziffer. Hier ergab ne kurze suche im www das bild (quelle: http://www.frilo.eu/tl_files/frilo/pdf/de/pdf_doku/BEB.pdf)

damit wären deine 1N/qmm zum testen etwas viel und würden deinen Eindruck von "jedoch sehr "eingespannt" wirkt." erklären. Da solltest du mal was belastbares raussuchen.

Dann wären da noch die Querrichtungen. hier wirkt wie du sagst Reibung. die kannst du entweder einfach weglassen (mue = 0) und die schwachen federn die Lagerung übernehmen lassen oder selber definierte federn einsetzten.

Am realistischsten würde ich mit ein "rigid tagrget" als flächige auflagen vorstellen bei der die kontaktsteifigkeit = Bettungsziffer (gleiche Einheit ) ist und die Reibung eben über die kontaktreibung abgebildet wird.

Das ist in der wb mit überschaubarem apdl code realisierbar. (rigid target gibts schon. Kontakt mit konstanter Stetigkeit und Reibung ausstatten)
Das führt aber auch zu den von cgebhardt genannten höheren Komplexität/rechenaufwand

[Diese Nachricht wurde von solve1 am 20. Jun. 2015 editiert.]

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Hey,

vielen Dank für eure ausführlichen Antworten. Ich habe jetzt mehrere Sachen ausprobiert. Jedoch hat mich der Mangel an Zeit zu der einfacheren Lösung getrieben. Leider dauern die Rechnungen einfach jetzt schon viel zu lang.
Ich bin euch wirklich sehr dankbar. Ihr habt mir sehr geholfen.

Gruß

Maiksl

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