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mks.PNG durchdringungUndGraph.PNG aufgebrachteKraft.PNG

Hallo!

ich sitze gerade an einigen Simulationen für meine Bachelorarbeit. Modalanalyse/Harmonische Analyse etc. ging alles gut.

Doch jetzt möchte ich ein Mehrkörpersystem betrachten, und hier kommen einige Fragen auf.

Es geht um den Kontakt zwischen 2 Scheiben, wobei die eine orthogonal und exzentrisch zur Mittelachse der anderen sitzt, sich nur um die Drehachse drehen kann und konstant mit 4000 min-1 rotiert.
Die andere Scheibe bzw. der andere Körper ist zylindrisch gelagert (kann sich also nach oben und unten bewegen und drehen) und wird mit einer Kraft/Verschiebung belegt. (siehe mks.png)Zwischen den beiden Körpern ist ein Kontakt mit Reibungskoeffizient.

Teilweise funktioniert das in ANSYS, wie ich es mir vorstelle. Bei idealisiert konstanter Last wird zB der zweite Körper zur Drehung angeregt, da der erste exzentrisch sitzt. So wie es zu erwarten war.

Nun habe ich jedoch 2 Lastschritte definiert. Da der erste Körper mit 4000min-1 rotiert (also 66,67 x pro Sekunde) versuche ich, eine Umdrehung zu betrachten, denn in einer Umdrehung soll die Kraft auf den zweiten Körper einmal aufgebracht werden (halbe Umdrehung: volle Last, Anfang/Ende der Umdrehung: Last Null).
Somit ergibt sich ein Lastschitt von 0 bis 0,0075 s und der zweite von 0,0075 s bis 0,015 s. (siehe aufgebrachteKraft.png)
Bei Beginn des zweiten Schritts istdie Last dann maximal.

Wenn ich nun eine Analyse durchführe, passieren mehrere mir nicht erklärbare Dinge:

1) Der zweite Körper dreht sich zu Beginn mit, plötzlich "bricht" er jedoch aus und wird deutlich schneller, als es zu erwarten ist. (siehe durchdringungUndGraph.png)

2) Der zweite Körper dringt außerdem in den ersten ein, sobald dieser apprupte "Wechsel" passiert. Ich habe den Kontakt mit "Erzwungenem reibungsbehaftetem Gleiten" definiert und einen Pinball-Beeich gewählt, der beide Flächen einschließt. (siehe auch durchdringungUndGraph.png)

Warum bricht der Körper auf einmal aus? Und warum gibt es eine Durchdringung? Beide Körper sind als "starr" definiert. Das Netz ist nicht allzu fein, jedoch mMn ausreichend.

Vielen Dank im Voraus! Ich hoffe es ist enigermaßen verständlich,

grüße, manu

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>>kann sich also nach oben und unten bewegen ...

Warum denn das?
Deine Beschreibung ist insgesamt ein wenig vage.
Aber starre Körper und Kontakt - was kann sich da bewegen?

Jede Simulation benötigt einen definierten Fixpunkt - wo liegt der denn in Deinem Modell? Wenn alle Körper frei im Raum schweben, kann das zu Problemen führen.

>>und wird mit einer Kraft/Verschiebung belegt.

Was denn nun - Kraft oder Verschiebung?

>> Beide Körper sind als "starr" definiert.

Warum das?
Welchen Sinn hat dann eine zeitlich veränderliche Kraft in diesem Zusammenhang?

>> Das Netz ist nicht allzu fein, jedoch mMn ausreichend.

Das ist eine so vage Aussage, dass man nur spekulieren kann:
Kontaktflächen müssen recht fein vernetzt sein und die Zeitschritte müssen ebenfalls fein sein. Ansonsten wird der Kontakt nicht korrekt berechnet. Das könnte schon die Ursache Deiner Probleme sein.

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Rainer Schulze

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Danke für die schnelle Antwort!

Also der zweite Körper kann sich nach oben und unten bewegen, weil dies eine vereinfachte Nachbildung eines Ventiltriebs ist. Da hier aber keine Nocke, sondern eine Scheibe vorliegt, wird der Kraftverlauf am Kontakt über die Kraft nachgebildet, die von unten auf den zweiten Körper wirkt.

Der erste Körper ist mit einer Verbindung "Umdrehung" belegt, einem Körper-Lagerung-Kontakt, und damit ist er (hoffe ich jedenfalls) fix im Raum. Im Baum heißt es dann ja auch ERDE-Körper_XXX.

Der zweite Körper ist zu Beginn der Simulation ca. 1mm unterhalb des anderen Körpers, durch die Kraft soll er dann an den ersten Körper hingedrückt werden und eben beginnen, sich aufgrund der Reibung mitzudrehen. Jedoch ist diese Kraft nicht konstant, sondern sie ist einmal pro Umdrehung im Maximum, wie es eben auch der Fall wäre, wenn man eine Nocke statt einer runden Scheibe verwenden würde.

Die starre Definition ist nur vorerst, um das System hinzubekommen. Sobald das klappt möchte ich sie flexibel definieren und auch die Spannungen/Verformungen/etc. betrachten.

Die aufgebrachte zeitlich veränderliche Kraft habe ich über "Gelenkantrieb" auf die zylindrische Verbindung definiert und damit als "Verschiebung" (nicht als externe Kraft). War das korrekt?

Das Netz kann ich ja einfach verfeinern, ich wollte nur im Moment etwas Rechenzeit sparen. Kann ein zu grobes Netz eine Durchdringung verursachen?

Grüße,

manu

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>>Im Baum heißt es dann ja auch ERDE-Körper_XXX.

Gut so.

>> ...und damit als "Verschiebung" (nicht als externe Kraft). War das korrekt?

Ja. Es ist nur verwirrend, wenn Du die Worte "Kraft" und "Verschiebung" gleich bedeutend verwendest.

>>Das Netz kann ich ja einfach verfeinern.

Das musst Du nicht global tun. Lediglich die Kontaktflächen sollten fein aufgelöst werden.

>>Kann ein zu grobes Netz eine Durchdringung verursachen?

Benutze mal die Forensuche. Das Thema "Kontakt" wird alle paar Tage immer wieder behandelt. C.Gebhardt von CADFEM hat dazu schon mehrfach geschrieben.

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Rainer Schulze

[Diese Nachricht wurde von Rainer Schulze am 08. Jun. 2016 editiert.]

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