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Hallo Zusammen,

Ich arbeite mit Ansys und habe folgendes Problem:
Ich habe einen Balken aus Gummi, der an einem Ende fixiert ist.
Nun möchte ich am anderen Ende des Balkens eine Verschiebung von 5mm vorgeben. Danach soll eine Kraft an gleicher Stelle linear ansteigend angreifen und den Balken weiter verformen.

Nun ist es leider so, dass die Verschiebung dann fest bei 5mm bleibt und die Kraft verformt den Balken nicht weiter, da die Verschiebung geblockt wird.

Ich bräuchte eine Verschiebung, die den Balken um 5mm biegt und danach noch eine größere Verschiebung (durch die aufgebrachte Kraft) zulässt.

Viele Grüße,
19CFD90

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du musst das Auflage nach dem ersten Schritt deaktivieren, um weiter mit der Last arbeiten zu können.

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Grüße, Moe

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Kraft.PNG Verschiebung.PNG

Hi Moe Danke für deine Antwort!

leider funktioniert das noch nicht ganz.
Wenn ich Rechtsklick auf die Letzte Zeile in der Verschiebung mache und auf "Deaktivate at this step" gehe, dann wird meine gesamte Verschiebung deaktiviert.
Liegt wahrscheinlich daran, dass die gesammte Verschiebung nur aus einem Step besteht. Kann man das vielleicht in 2 Steps aufteilen?

Ich habe mal ein Minimalbeispiel erstellt, sie Screenshots.

Viele Grüße
19CFD90

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genau, da brauchst du mehr als einem Step. Das musst du in Analysis Setting im Baum machen.

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Grüße, Moe

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Ergebnis.PNG

Hi Moe vielen Dank für deine schnellen Antworten!

ich habe es nun mit zwei Lastschritten versucht.
Das Problem ist leider, dass der Balken nach dem ersten Lastschritt wieder in die Ausgangslage zurückgeht. Ich möchte jedoch mit der ersten Verschiebung eine Vorspannung auf den Balken aufgeben. Im zweiten Lastschritt soll die Verschiebung noch da sein, jedoch nicht mehr fix, d.h. die Verschiebung soll mindestens 5 mm betragen, darf durch die ansteigende Kraft aber größer werden.

Viele Grüße,
19CFD90

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Sieht so aus, als wäre die Kraft nicht wirksam in Schritt 2 oder viel zu klein.
Wirkt sie denn in Schritt 2? Und auch nur in 2? Am besten ein Bild der Kraftdefinition beifügen.

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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KraftImLoadstep2.PNG Ergebnis_2.png

Hi Christof,

die Kraft steigt ab dem zweiten Lastschritt (bzw. nach der ersten Sekunde) linear an.
Also die Kraft wirkt nur im zweiten Lastschritt.
Du hast recht, die Kraft ist noch zu klein, aber es soll auch erst einmal nur ein einfaches Beispiel sein.

Ich habe mal noch skizziert, wie das Ergebnis ausschauen sollte, bzw. wie ich es mir wünsche.

Viele Grüße,
19CFD90

[Diese Nachricht wurde von 19CFD90 am 15. Dez. 2015 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von 19CFD90 am 15. Dez. 2015 editiert.]

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Zitat:

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Original erstellt von 19CFD90:
... Im zweiten Lastschritt soll die Verschiebung noch da sein, jedoch nicht mehr fix, d.h. die Verschiebung soll mindestens 5 mm betragen, darf durch die ansteigende Kraft aber größer werden.

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ich weiss nicht genau was du meinst  

im 2ten schritt ist 5 mm zwangsverschiebung weg. dein System hat schon eine Verschiebung im zweiten Schritt, ist aber klein, da die Last wohl klein ist... sehe ich falsch?

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Grüße, Moe

[Diese Nachricht wurde von farahnaz am 15. Dez. 2015 editiert.]

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Hi Moe,

sorry wenn ich dich verwirre.
Ich versuche es nochmal zu erklären.

Das will ich:
Auf meinen Balken soll eine Verschiebung von 5mm aufgebracht werden.
Folglich biegt sich der Balken um 5mm durch.

Im zweiten Lastschritt soll der Balken zu Beginn noch immer um 5mm durchgebogen sein.
Da nun ab dem zweiten Lastschritt noch zusätzlich eine Kraft wirkt, die linear von 0 auf 50 N ansteigt, wird sich der Balken dann langsam von den 5 mm auf beispielsweise 6mm durchbiegen.

Das passiert jedoch gerade in Ansys:
Der Balken wird im ersten Lastschritt um 5 mm ausgelenkt.
Zu Beginn des zweiten Lastschrittes geht der Balken leider wieder in seine Ausgangsposition zurück, was er nicht soll!

Viele Grüße,
19CFD90

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Hallo,

ok, dann ist klar wo das Problem herkommt.
ANSYS denkt nicht "relativ" sondern "absolut".
D. h. die Kraft in Schritt 2 ist nicht das was ZUSÄTZLICH sondern das was zu diesem Zeitpunkt eben wirken soll. Und das ist halt nun mal keine Kraft Null sondern X+0 (die Reaktionskraft plus das Delta)
Wenn die 5 mm Verschiebung weg sind, federt der Balken zurück, wenn die Kraft 0 ist. Woher sollte ANSYS das sonst wissen, wenn genau so was passieren soll?
Die Kraft darf in Schritt 2 also nicht bei Null anfangen, sondern muss mindestens so groß sein wie die Reaktionskraft in Schritt 1.

Viele Grüße
CG

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Christof Gebhardt

CADFEM GmbH
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Zitat:

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Original erstellt von 19CFD90:

Im zweiten Lastschritt soll der Balken zu Beginn noch immer um 5mm durchgebogen sein.
Da nun ab dem zweiten Lastschritt noch zusätzlich eine Kraft wirkt, ........

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Du kannst diese beiden Fälle auf dieser Weise nicht superponieren, Superposition funktioniert nur wenn das System und die Randbedingungen unveränderlich bleiben, was bei dir nicht der Fall ist.

Da muss du dir ein anderes Szenario ausdenken.

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Grüße, Moe

[Diese Nachricht wurde von farahnaz am 15. Dez. 2015 editiert.]

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Hi Zusammen,

schade dann wird das so leider nichts.
Dann werde ich wohl einen Starrkörper nehmen müssen, der mir den Balken herunterdrückt (Kontakt zwischen Starrkörper und Balken einfügen) und dann die Kraft aufbringen, was ich eigentlich vermeiden wollte.

Aber ich danke euch tausendmal für eure Hilfe.

Viele Grüße und einen schönend Abend,
19CFD90

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Zitat:

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Original erstellt von 19CFD90:
Hi Zusammen,

schade dann wird das so leider nichts.
Dann werde ich wohl einen Starrkörper nehmen müssen, der mir den Balken herunterdrückt (Kontakt zwischen Starrkörper und Balken einfügen) und dann die Kraft aufbringen, was ich eigentlich vermeiden wollte.

Aber ich danke euch tausendmal für eure Hilfe.

Viele Grüße und einen schönend Abend,
19CFD90

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Dann musst du eine ziemlich stärkere Kraft einbringen, sonst die Kante bewegt sich nicht.

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Grüße, Moe

[Diese Nachricht wurde von farahnaz am 15. Dez. 2015 editiert.]

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Hm, der zusätzliche Starrkörper umgeht das nicht (sofern ich das Setup richtig verstehe). Auch da gilt: Die Kraft in Schritt 2 muss größer sein als die Verschiebung. Die gleiche Frage nur an einem anderen Ort.
Was spricht dagegen, die Verschiebung zu rechnen, die Kraft als Ergbnis auszugeben und dann als initale Kraft für Schritt 2 zu verwenden?

Viele Grüße
CG

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Christof Gebhardt

CADFEM GmbH
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Hi Christof,

ja du hast Recht. Ich werde jedoch wahrscheinlich bei einem nichtlinearen Material (wie ich es habe) einen Fehler machen.
Ich will dich jetzt nicht verwirren, aber.... =)

Angenommen ich brauche die Kraft F1=100N um den Balken am Anfang um 5mm herunterzudrücken. Im zweiten Lastschritt steigt die Kraft F2 linear von 0 auf 300N an. Dann wirken am Ende des zweiten Lastschrittes F1+F2=400N am Balken. Da das Material jedoch nicht linear ist, wirken die 100N beim Aufbringen der Vorspannung anders, als die 100N am Ende des zweiten Lastschrittes, da der Zusammenhang Kraft zu Weg nicht linear ist.
Schaue ich mir das jetzt in Abhängigkeit von der Zeit an, so bekomme nach meiner Simulationszeit von 2 Sekunden ein anderes Ergebnis, als wenn ich die Vorspannung durch eine Verschiebung aufgebracht hätte.

Viele Grüße,
19CFD90

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Zitat:

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Original erstellt von 19CFD90:
...... Da das Material jedoch nicht linear ist, wirken die 100N beim Aufbringen der Vorspannung anders, als die 100N am Ende des zweiten Lastschrittes......

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nicht, solange die e-modul nicht bereichweise negative ist.

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Grüße, Moe

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Hallo,
na, die Denkweise "Im zweiten Lastschritt steigt die Kraft F2 linear von 0 auf 300N an" passt nicht zu dem was simulationstechnisch zu definieren ist. Es gibt im beschriebenen Szenario keine Kraft Null direkt am Anfang des 2. Lastschrittes. Kraft Null heisst bei elastischem Material und ohne Reibung = Verformung Null (in der Statik). Wir sprechen in der Simulation nicht von dem was sich relativ verändert, sondern über das, was wirkt.
Wenn also zum Zeitpunkt 1 100 N wirken und zum Zeitpunkt 2 400 wirken, steigt die Kraft von 1 nach 2 eben von 100 auf 400. Zur Zeit 1.5 wirken dann 250 N, zu anderen Zeiten entsprechend. Eben WEIL Nichtlinearitäten auftreten können ist eine relative Definition nicht hilfreich (was im Programm ja auch nicht passiert). Und dass 100 N bei nichtlinearem Verhalten alleine anders wirken, als der 25 % Anteil von 400 N ist klar. Na und?
Dass das Ergebnis bei vorgegebener Kraft oder Verschiebung nicht genau das gleiche ist, ist klar. Eine Kraft führt z. B. zu einer gekrümmten Linie im Bereich der Krafteinleitung. Eine vorgegebene Verschiebung zu einer geraden Kante. Beides ist falsch, weil die Art und Weise wie die Kraft tatsächlich eingeleitet wird von dem Mechanismus abhängt, wie das Ganze stattfindet (Hertzkontakt mit Abplattung, flacher Kontakt, verschraubtes Bauteil, verschweißtes Bautei usw).
Bezogen auf die Lasthistorie ist es trotzdem üblich, zunächst verschiebungsgesteuert und dann bei bestehendem Kontakt ("Vorspannungszustand") kraftgesteuert weiter zu belasten (z. B. bei statischen Analysen mit nichtlinearem Kontakt und Spalt). Aufpassen muss man halt bei Hysterese (Reibung, Plastizität...), da muss man die Lasthöhe sorgfältig wählen.
Also bitte von der Vorstellung lösen, was ist das Delta zwischen Lastfällen hin zu: Wie sieht die Gesamtbelastung zur Zeit X aus. Dass man von den Ergebnissen dann oft auf das Delta schaut, ist eine andere Frage, aber im Grunde nur eine Sache des Postprocessings.

Viel Erfolg
CG

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Christof Gebhardt

CADFEM GmbH
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