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Gut zu wissen: Hilfreiche Tipps und Tricks aus der Praxis prägnant, und auf den Punkt gebracht für Ansys
Autor Thema:  Fehlermeldung für große Deformationen (2710 mal gelesen)
Padawan
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Unbenannt.png

 
Hallo Comunity,

bei meinem 3-Punkt-Biegeversuch bin ich immer noch nicht weiter gekommen, bzw. es kommen keine plausieblen Ergebnisse raus wenn ich die Großen Deformationen ausgestellt lasse.

Mein Anliegen ist es einen 3-Punkt Biegeversuch zu Modellieren und über einen real durchgeführten Versuch die Materialparameter so weit anzugleichen, dass sie für weitere Berechnungen verwendet werden können. Zu einem späteren Zeitpunkt sollten auch nichtliniaritäten aus Materialeigenschaften in die Berechnung einbezogen werden. Allerdings scheitert meine Berechnung schon am linear-elastischen
Modell. Denn wenn ich die Option Große Deformationen an Mache, wird folgender Fehler Angezeigt:

The solver engine was unable to converge on a solution for the nonlinear problem as constrained.  Please see the Troubleshooting section of the Help System for more information.

The unconverged solution (identified as Substep 999999) is output for analysis debug purposes. Results at this time should not be used for any other purpose.


In der Solution Information steht folgendes:

*** ERROR ***                          CP =    1884.984  TIME= 22:08:53
Solution not converged at time 0.2 (load step 1 substep 1).           
  Run terminated. 

Die Ergebnisse ohne die die aktivierte Option "Große Deformationen" sind allerdings gänzlich unbrauchbar, da es sich bei meinerm Material um XPS, einen geschlossenzelligen Schaum handelt, der mit Sicherheit ein höheres E-Modul als 1 besitzt. Ein noch feineres Netzt kommt nicht in Frage, da meine Rechenzeiten eh schon enorm hoch sicn. Über jegliche Tipps bin ich zu tiefst dankbar, da der Abgabetermin für meine Arbeit rasant näher rückt.

Das mit dem Modeller erstellte Modell habe ich als Bild angehängt, bei einer Durchbiegung von ca. 80mm findet der Bruch unter einer Last von 1500N statt, das Materialverhalten ist elastisch-plastisch.

Vieleicht könnt Ihr mich ja retten. DANKE

Lieben Gruß,

Padawan

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cgebhardt
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erstellt am: 08. Apr. 2016 23:27    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Padawan 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo,

sehr knappe Infos, so wird eine Hilfestellung knifflig.
Ich würde ein Viertelmodell rechnen. Einerseits numerisch effizienter da weniger Elemente. Und noch viel wichtiger: Es sind 5 Freiheitsgrade eliminiert (seitliche Starrkörper-Bewegung), wodurch die Berechnung stabiler wird. Dann statt einer kraftgesteuerten Last eine verschiebungsgesteuerte (dazu gibts hier im Forum mehrere Posts).

Viele Grüße
CG

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

CADFEM GmbH
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Padawan
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Hallo,

ich habe nun wie von Herrn Gebhardt vorgeschlagen ein Viertelmodell erstellt, allerdings werden nun neue Fehlermeldungen Angezeigt:

-The program has detected an unknown error during the solution or a result file older than the input file.  This likely indicates that the solution did not successfully complete and may be incorrectly reporting obsolete results.  Check the Solver Output on the Solution Information object to verify a successful solve.

-Large deformation effects are active which may have invalidated some of your applied supports such as displacement, cylindrical, frictionless, or compression only.  Refer to Troubleshooting in the Help System for more details.

Contact status has experienced an abrupt change.  Check results carefully for possible contact separation.

Falls weitere Informationen von nöten sind um mir zu helfen nur kurz bescheid geben welche, ich werde sie sofort posten. Angefügt habe ich noch ein Bild des Meshings. Für ein gröberes Meshing kam nur die Fehlermeldung der "großen Deformationen". Die Ergebnisse des grob Vernetzten Versuches scheinen auch schon mal plausibler als im voll modellierten Versuch.

Vielen Dank für Tipps und Anregungen

Herzlich grüßt,

Padawan

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cgebhardt
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Hallo,

ein Bild hängt nicht dran.
Am besten eine möglichst vollständige Beschreibung liefern. Also nicht nur ein Bild vom Netz, sondern von der Geometrie, vom Lastfall, wenn mehrere Lastschritte, dann von jedem einzelnen Lastschritt ein Bild, dann Bilder zu den Ergebnissen, zu den konvergierten als auch zu den nicht-konvergierten. Beim nicht-konvergierten einmal mit automatischer Skalierung und einmal mit 1:1.

Viele Brüße
CG

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Christof Gebhardt

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Padawan
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spannungenschraube.png


vernetzungschreaubeunternormalspannung.png

 
Hallo,

Dann versuche ich das jetzt mal so umfassen wie möglich aufzuführen:

1) Im Modeler hatte er mir beim extrudiern volgenden Feler angezeigt: Warning: Self intersecting or invalid profiles were ignored
Context: Extrude Feature Extrude4 (das liegt wohl an dem inneren Kreisprofil. Da er mir sagt es wird ignoriert, sehe ich das nicht als Fehlerquelle.) Ich habe es komischerweise nicht hin bekommen mit einer Linie die beiden Halbkreisenden nach dem Trimmen miteinander zu verbinden. Wenn ich den inneren Halbreis nicht zeichne erstellt er mir nur ein Schalenelement und keinen Vollquerschnitt.

2) Im Mechanical Menü (statische Analye) habe ich:
-aufgrund der Großen Deformationen den pinnballradius auf 50mm hoch geschraubt
-den Solvertyp auf direktional gestellt (hat Ansys mit per Fehlermeldung vorgeschlagen)
-zwei Fixedsupports an den Kannten erstellt
-eine Verschiebungsbedingung von (erstmal) 20mm auf den oberen mittleren Bolzen aufgebracht
-substepps auf 100 gestellt (Lastschritt habe ich nur einen)
-der Kontakt ist auf "bonded" eingestllt


3) die Ergebnisse:

-angefügt ein bild der Geometrie
-ein Bild der spannunge auf der Fäche des Bolzens (warum wird hier nicht die Fläche angezeigt sondern nur ein Ring?)
-ein bild der Vernetzung sowie ein bild der Vernetzung der Bolzenoberfläche(wie kann diese am besten verbessert werden?)
-ein Bild der deformationen

4) wie ich mir die Konvergierten bzw nict konvergierten Lösungen ausgeben lasse weis ich leider nicht.

Viele Grüße und Vielen Dank,

Padawan

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Padawan
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Padawan
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spannungsverteilungbolzen.png

 
Hallo,

die Fehlermeldungen sind inzwischen bis auf die der Großen deformationen Verschwunden. Um nun aber die Ergebnisse mit den realen Versuchsergebnissen zu vergleichen habe ich folgendes Problem

Ich habe nun den Bolzen nur als Imprint Face modelliert, in der Hoffung das eine schonere Vernetzung erzeugt wird. Eigentlich sollte die Kraft über die Spannung im Bolzen ausgelesen werden, da allerdings die Spannungsverteilung in Bolzen absolut unsymetrisch ist funktioniert das nicht. hat jemand eine Idee woran das liegt? die Verschiebung ist ja über die ganze Fläche des Bolzens aufgebracht warum resultiert daraus dann ein so unsymetrische spannung? Auch Ideen zum kreeieren einer schöneren Vernetzung wüdern mir imens helfen.

Danke für die Hilfe

Gruß

Padawan

p.s. vll kann mir auch noch jemand erklären wie genau ANSYS die Kraftreaktion berechnet die entsteht wenn mann die Verschiebung auf die Lösung/Solution zieht? ist das eine zuverlässige Größe die ich mit meinen aus dem Versuch gewonnenen Daten vergleichen kann? der erste Wert der hier errechnet wird ist negativ, das kann doch nicht stimmen.

[Diese Nachricht wurde von Padawan am 09. Apr. 2016 editiert.]

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cgebhardt
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erstellt am: 09. Apr. 2016 18:27    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Padawan 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo,

eine Fehlermeldung tritt nicht auf, lediglich eine Warnung. Vermutlich liegt das daran, dass die Verschiebung in eine Richtung aufgebracht wird und diese ggf. durch die Deformation sich ändern könnte, was je nach definierter Randbedingung upgedatet wird oder nicht (follower load). Die Warnung besagt nichts anderes, dass man das beachten soll. Wenn man sich dessen bewusst ist und das ok ist --> alles gut, Warnung ignorieren. Nachdem die Verschiebung hier in Hochrichtung aufgebracht wird und sich durch die Deformation die Richtung nicht groß ändert dürfte das ok sein.

Die Verschiebung ist nicht auf den gesamten Zylinder sondern nur über die kleine eingeprägte Fläche in der Mitte aufgebracht, oder?
Ein Bild der Randbedingungen wäre hilfreich. Wenn dem so ist, treten an den Rändern dieser Randbedingungen Singularitäten auf. Dort ist das Spannungs-Ergebnis extrem netzabhängig und nicht sinnvoll auswertbar (http://www.cae-wiki.info/wikiplus/index.php/Singularit%C3%A4t). Man kann das Netz feiner machen, aber das ändert nicht wirklich etwas.
Ja, die Reaktionskraft kann man bekommen, wenn man diese Randbedingung auf Lösung zieht und das Ergebnis neu auswertet. Das ist die Summe der Knotenkräfte. Diese Größe ist gut zu vergleichen mit Messdaten (hängt auch nicht von Singularitäten ab, das ist das gute daran), sofern das Modell sinnvoll aufgebaut ist. Der Bonded Kontakt wird in der vorliegenden Modellierung aber eine künstliche Versteifung einbringen. Wie groß der Effekt ist, ist schwer abzuschätzen.
Die Lagerung an den Enden würde ich ebenfalls nochmal prüfen. Beide zu fixieren dürfte die Reaktionskraft ebenfalls beeinflussen (erhöhen). Auch hier wären die Auflagewalzen mit nichtlinearem Kontakt zu bevorzugen. Wenn die Probe aber nur über nichtlinearen Kontakt gehalten wird, ist für die Konvergenz ein Viertelmodell extrem empfehlenswert.
Das Modell sieht nicht nach Viertelmodell auf, aber vielleicht liegt es auch daran, die Randbedingungen (Lasten, Lager, Symmetrie) nicht erkennen zu können. Die verschiedenen vorangehenden Posts, die sich scheinbar auf verschiedene Modelle und Probleme beziehen, sind in dieser Antwort ausgeblendet, sonst kann man das alles nicht mehr voneinander trennen.

Viel Erfolg
CG


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

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Padawan
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erstellt am: 09. Apr. 2016 19:56    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


20160409_195251.jpg

 
Hallo,

Aufgrund von Zeitknappheit, habe ich nicht mehr die Möglichkeit große Modelländerungen durch zu führen, deswegen ein Paar Fragen die schnell beantwortet werden können:
-wirkt die lineare Lagerung an den Rändern der Platte nicht, wie eine gelenkige Lagerung (bzw. Punktlagerung) es im zweidimenionalen tun würde?
- muss die von Ihnen beschriebene künstliche Versteifung durch den Bonded Kontakt ist als sehr verfälschend Eingestuft werden? was für sinvolle Optionen bieten sich hier für die Kontaktdefinition?
- Wenn ich eine Handrechung für das Modell im zweidimensionalen Fall durchführe komme ich auf das doppelte der von Ansys berechneten Verschiebung (siehe beigefügtes Bild)
-ich hoffe ich habe das mit dem Viertelmodell richtig Verstanden: Ich ein modell erstellt das nach extrusion ein Viertel des Gesamtmodells darstellte, dieses habe ich wiederum durch zweifache spiegelung zu meinem Vollmodell komplettiert. 

Vielen Dank!

Grüße

Padawan

[Diese Nachricht wurde von Padawan am 09. Apr. 2016 editiert.]

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Rainer Schulze
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Dipl.-Ing. im Ruhestand


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erstellt am: 09. Apr. 2016 21:19    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Padawan 10 Unities + Antwort hilfreich

>>dieses habe ich wiederum durch zweifache spiegelung zu meinem Vollmodell komplettiert. 

Das Viertelmodell ist wohl eher dazu gedacht, dass Du mit Symmetriebedingungen rechnest.

------------------
Rainer Schulze

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Padawan
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erstellt am: 09. Apr. 2016 21:39    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo,

was ist dann genau mit einem Viertelmodell gemeint? wie modeliere ich das?

Liebe Grüße

Padawan

[Diese Nachricht wurde von Padawan am 09. Apr. 2016 editiert.]

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cgebhardt
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erstellt am: 09. Apr. 2016 23:27    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Padawan 10 Unities + Antwort hilfreich

Zitat:
Original erstellt von Padawan:

-wirkt die lineare Lagerung an den Rändern der Platte nicht, wie eine gelenkige Lagerung (bzw. Punktlagerung) es im zweidimenionalen tun würde?



In erster Näherung: ja (wenn mit Rand eine gerade Linie gemeint ist, keine Fläche). Aber wie 2 Festlager. Wirken 2 Auflagen so? Nein. Gleiten ist bei Auflagen möglich. Dies zu behindern, versteift die Struktur in der FEM künstlich.

Zitat:

- muss die von Ihnen beschriebene künstliche Versteifung durch den Bonded Kontakt ist als sehr verfälschend Eingestuft werden? was für sinvolle Optionen bieten sich hier für die Kontaktdefinition?



Das ist ohne weitere Untersuchung nicht quantifizierbar. Nichtlinearer Kontakt wäre besser, stellt aber ganz andere Anforderungen an die saubere Definition von Randbedingungen.  Insbesondere freie Bewegungen sind so gut es geht zu vermeiden, ohne künstliche Versteifung. Mir ist klar, dass diese Aussage Sie nicht glücklich macht, aber so ist es nun mal.

Zitat:

- Wenn ich eine Handrechung für das Modell im zweidimensionalen Fall durchführe komme ich auf das doppelte der von Ansys berechneten Verschiebung (siehe beigefügtes Bild)


Wenn man von einem Vergleich nur eine Seite kennt, macht er keinen Sinn (hier im Forum --> fehlendes Bild der Randbedingungen).
Vergleich zum Versuch: Die Lagerbedingungen der FEM sind m. E. zu steif, der Verbundkontakt ist ebenso, die Materialmodellierung ist ja noch offen. Die einzelnen Anteile kann man auf der vorliegenden Basis nur würfeln.

Zitat:

-ich hoffe ich habe das mit dem Viertelmodell richtig Verstanden: Ich ein modell erstellt das nach extrusion ein Viertel des Gesamtmodells darstellte, dieses habe ich wiederum durch zweifache spiegelung zu meinem Vollmodell komplettiert.    


Da habe ich mich unklar ausgedrückt: den letzten Schritt weglassen und durch Symmetriebedingungen ersetzen. Bei einem Symmetrie/Viertelmodell schaut man sich sozusagen auf dem Papier vorab Geometrie und Last (und damit die verfoemte Geometrie) an und zeichnet eine Linie dort ein, wo man einen Spiegel hinstellen könnte ohne das gedankliche Ergebnisbild zu verfälschen. In Ihrem Fall schaut man von oben auf Probe und Rohr. 2 Linien durch die Mitte. Dort Geometrie schneiden. 3/4 wegwerfen. Alle entstehendem Flächen "reibungsfrei" lagern. Reaktionskraft mit 4 multiplizieren. Man rechnet also wirklich nur 1/4. Um die Bewegung seitlich zu eliminieren (Starrkörperbewegung, gibt es mehrere Posts hier), die macht sonst bei nichtlinearen Kontakten höchstwahrscheinlich Ärger (im Sinne von "Rechnung konvergiert nicht" oder "Verschiebung ist x mal größer als das Modell").

Viele Grüße
CG

Christof Gebhardt

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sorry Doppelpost

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