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Skizze2.jpg

Hi,

ich möchte gerne folgenden Aufbau (siehe Anhang) umsetzen. Scheibe 1 dreht sich mit w1, Scheibe 2 mit w2. Dazwischen ist ein Passstift, welcher in die Nut von Scheibe 2 greift. Die Drehzahl w1 ist größer als w2, somit kommt es zum Zeitpunkt t2 zum Kontakt zwischen den beiden Scheiben. Je nachdem wie groß die delta-w und die Trägenheiten der beiden Scheiben sind, wird die Scheibe 2 in sehr kurzer Zeit sehr stark beschleunigt. Es sollte ja dadurch ein deutlichen Drehmomentstoß entstehen, ähnlich wie bei einem Knallstart an einem Getriebe.

Ich würde das Modell als Explizite Dynamik in Ansys Workbench 16.1 (Student) aufbauen. Da die Studentenversion limitiert ist, möchte ich es mit Linien und Oberfläche bzw. Profilen und Schalen umsetzen. Geht das überhaupt oder wie könnte ich das vereinfacht aufbauen?

Wie könnte ich jetzt den Drehmomentverlauf auswerten lassen? Leider hab ich dazu überhaupt keine Idee wie man dies umsetzen könnte.

Grüße

[Diese Nachricht wurde von MotoX am 21. Mrz. 2016 editiert.]

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Oder kann ich die Winkelbeschleunigung auswerten lassen und dann mit M=J*alpha ausrechnen?

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Hallo,

explizite Analyse klingt gut. ANSYS Student sollte reichen, für ein primitivst mögliches Modell (2 Scheiben + Stift).

Wird dieser Stift irgendwann "ausgefahren", während die 2 Scheiben drehen? Oder fahren beide Scheiben an und Scheibe 1 nimmt nach dem (wg. der Drehung vergrößertem) Drehwinkel Scheibe 2 mit?
Falls letzteres: Ich würde den beiden Teilbaugruppen jeweils die "Angular velocity" geben die wirkt. Es kommt ein bisschen auf die Größen- und Zeitverhältnisse an. Die Fliehkraft wird ein bisschen brauchen, bis sie einen eingeschwungenen Zustand erreicht. Das könnte man auch über eine statische Vorabanalyse machen, wenn man den initialen Zustand nicht explizit rechnen kann/will. Um diesen Initialzustand sauber zu haben erst mal diesen alleine rechnen (Hourglass-Energie kontrollieren, ggf. Hourglas Damping von Autodyn Standard auf Flanagan Belytschko umstellen und Dämpfungswerte anpassen).

Relativ einfach auszuwerten wäre die Kontaktkraft über der Zeit. Wenn es die Schockwelle im Bauteil sein soll, muss man die Ausgabe entsprechend fein einstellen, was die Datenmenge und Rechenzeit in die Höhe treibt.

Eine Winkelbeschleunigung gibt es in der Ergebnisauswertung nicht. Wir haben ein elastisches Bauteil, da erfährt jeder Punkt eine andere Beschleunigung. Aus der kann man dann irgendwas rausmitteln, aber das macht das Programm nicht automatisch.
D. h. man müsste einen Balken in der Rotationsachse liegen haben, der mit der Struktur mitdreht, damit  die integrale Drehgeschwindigkeit oder -beschleunigung ermittelt wird. Oder man greift sich einige Punkte heraus und wertet die aus. Mir gefällt die Idee mit dem Balken besser. Ich hab's aber so noch nicht so gemacht, deshalb weiß ich gerade nicht, ob ich etwas übersehe.

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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Hallo,

danke für die schnelle Antwort.

Zitat:

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Original erstellt von cgebhardt:

Wird dieser Stift irgendwann "ausgefahren", während die 2 Scheiben drehen? Oder fahren beide Scheiben an und Scheibe 1 nimmt nach dem (wg. der Drehung vergrößertem) Drehwinkel Scheibe 2 mit?

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Beide Scheiben fahren an und durch die höhere Winkelgeschwindigkeit kommt es "irgendwann" zum Kontakt. In meinem Fall dürften es circa 200ms sein.
Das delta-w würde doch auch genügen und eine Scheibe stillstehen lassen, oder? Ich würde vielleicht auch das Modell so aufbauen, dass es zum Zeitpunkt des Kontakes ist. Bringt das Vorteile bzw. ist das einfacher für den expliziten Solver, wenn bereits einen Kontakt vorliegt?

Zitat:

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Original erstellt von cgebhardt:

Das könnte man auch über eine statische Vorabanalyse machen, wenn man den initialen Zustand nicht explizit rechnen kann/will. Um diesen Initialzustand sauber zu haben erst mal diesen alleine rechnen (Hourglass-Energie kontrollieren, ggf. Hourglas Damping von Autodyn Standard auf Flanagan Belytschko umstellen und Dämpfungswerte anpassen).

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da steig ich leider aus und versteh nichts mehr        

Grüße

[Diese Nachricht wurde von MotoX am 21. Mrz. 2016 editiert.]

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Gut. Anfahren ist modellierungstechnisch einfacher, weil der Initialzustand der Ruhezustand ist, d. h. kein weiteres to do dafür erforderlich. Ergo statische Vorabanalyse ignorieren. Klar ein bisschen Unterschied ist da wg. der fehlenden radialen Kräfte, aber nur das DeltaW zu betrachen macht das Ganze erst mal einfacher und bei nicht-dominanten Fliehkräften auch nicht viel ungenauer.

Das saubere Anfahren einer einzelnen Scheibe empfehle ich trotzdem zunächst mal alleine zu rechnen. Als Ergebnis dann mal die Drehbewegung anschauen (schwingt die Scheibe tangential durch das Anfahren? --> Ruckbegrenzte Lastdefinition). Und dann die Energien/Dämpfungen kontrollieren und anpassen. Das ist bei expliziten Analysen eine Standard-Anforderung an den Anwender, sollte man nicht ignorieren, siehe auch hier
http://forum.cad.de/foren/ubb/Forum101/HTML/006670.shtml#000003

Hourglassing ist hier erklärt:
http://www.cae-wiki.info/wikiplus/index.php/Hourglass

hier noch ein paar Infos zur Energiebetrachtung:
https://books.google.de/books?id=152lAwAAQBAJ&pg=PA362&lpg=PA362&dq=hourglass+d%C3%A4mpfung&source=bl&ots=LPxOkcydHp&sig=6WJmv_mDhttvvhAijxziCn0qR1s&hl=de&sa=X&ved=0ahUKEwj09fb2qtT LAhWrBXMKHbypDScQ6AEIKDAB

D. h. ich würde die 200 ms bis zum Anfahren mit rechnen. Ich hoffe das reicht zum wieder einsteigen 

Viele Grüße
CG

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Christof Gebhardt

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Danke, jetzt ist es ein wenig klarer.

Allerdings hab ich noch ein kleines Problem bezüglich dem Aufbau bzw. Einleitung der Bewegung. Denn wenn ich einen Wert vorgebe, hält Ansys diesen Wert fix, aber in der Realität wird ja dieser auch etwas gebremst. Daher wollte ich eine konstante Beschleunigung den Körper aufbringen, allerdings wie geht das im Modul der Expliziten Dynamik? Dort finde ich nur eine konstante Geschwindigkeit.

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Hallo,

nein, die Geschwindigkeit (unter initial conditions) ändert sich, es handelt sich bei den initalen Bedingungen nur um den Anfangszustand. Wie stark sie sich im Aufprall ändert hängt von der Trägheit der schnell und langsam drehenden Strukturen ab (analog dem Stoßproblem: Wie stark ändert sich die Geschwindigkeit eines Zuges, der auf eine Zigarettenschachtel auffährt) und der Steifigkeit beim Kontakt (Stahlkugel auf den Boden eines gefliesten Bades oder heubedeckter Holzschuppenboden).

Viele Grüße
CG

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Christof Gebhardt

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cgebhardt(at)cadfem.de
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