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Autor Thema:  Falsche Ergebnisse aufgrund von Kontaktproblemen (2386 mal gelesen)
kojotekarl
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erstellt am: 07. Jun. 2016 15:13    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


Figure0019.png


Figure0016.png

 
Hallo zusammen,

ich habe folgendes Problem. Ich habe eine Felge mit einer Nabe. Diese Bauteile sind über Schrauben mit einer Vorspannkraft und reibungsbehafteten Kontakten Verbunden. Währende der Simulation erscheint die Warnung:" Mindestens ein MPC-Kontaktbereich oder eine externe Randbedingung steht möglicherweise in Konflikt mit anderen angewendeten Randbedingungen..."
Die Rechnung läuft zwar durch, doch das Ergebnis ist alles andere als zufriedenstellend. Ich lade mal zwei Bilder hoch, die zum einen die Randbedingungen zeigen, als auch das Ergebnis der Vergleichsspannung.
Welche Gründe kann es haben, dass die Kontakte trotz Verbund im inneren der Felge abheben?

Kontakte:
alle Bauteile sind über Reibungsbehaftete Kontakte miteinander verbunden \mu=0,16. Der Ausschnitt in der Felge stellt ein Riss dar. Dies Teile sind über die Kontaktsituation Verbund deffiniert.

RB:
-an der Außenseite der Felge(lila) ist eine Fixierte Lagerung
-es wird eine Biegemoment über die Nabe(rote Fläche) eingeleitet
Die rechnung erfolgt in zwei Zeitschritten. Im ersten wird die Vorspannkraft aufgebracht die im zweiten gespert ist und in dem das Momemnt mit eingeleitet wird.

Ich hoffe ich konnte mich verständlich ausdrücken. Bei Fragen, einfach melden.
Vielen Dank.
MfG

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cgebhardt
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erstellt am: 08. Jun. 2016 12:09    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 kojotekarl 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo,

MPC Kontakte stellen ja Gleichungen dar, bei denen die Verschiebung eines Knotens abhängig ist von anderen.
Wenn mehrere solcher Gleichungen definiert sind, dann es sein, dass ein Slave-Knoten mehreren Mastern folgen muss. Dass das nicht gut geht, sagt diese Warnung.
Ursache dafür sind also überlappende MPCs durch angrenzende oder überlappende Kontakte oder Randbedingungen.
Ich würde diesen inneren Netzbereich nicht durch Kontakte, sondern durch ein Subvolume und damit ein durchgehendes Netz erzeugen, dann tritt vermutlich der Konflikt und damit die "Kontaktablösung" nicht mehr auf.

Viele Grüße
CG

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

CADFEM GmbH
Marktplatz 2
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kojotekarl
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erstellt am: 08. Jun. 2016 20:56    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


kontakt.PNG


submodell.png

 
Hallo,

erst einmal vielen Dank für die wirklich hilfreiche Antwort Christof. Ich hab das Modell jetzt anhand der Submodelltechnik nach dem "Praxisbuch
FEM mit ANSYS Workbench von dir" nachmodelliert. Ich habe dafür als erstes die Bauteile über "Bauteilgruppe erzeugen" zusammengefügt (für das globale Modell). Hier ist also das innere Modell für den Anriss komplet verbunden(ink. geschlossenen Riss) und die Rechnung läuft wie geplant durch. Das funktioniert so weit auch ganz gut. Hierbei stellen sich mir noch zwei Fragen:

- Welche Flächen muss ich dann anwählen? Die geschnittenen auf jeden fall, aber auch die Seitenflächen, an denen ein Reibkontakt anliegt? Das Bild Kontakt zeigt meine Kontaktsituation im globalen Modell und das Bild Submodell das geschnittene Submodell. Denn wenn er die Verschiebungen aus dem Globalem Modell übernimmt, wo der Riss noch geschlossen und nicht vorhanden ist, bleibt er auch im Submodell an den Seiten geschlossen.

- Die Spannungen, aufgrund des Anrisses, wirken sich ja auch auf die Gesamtspannung aus, das wird ja dann bei dieser Methode nicht mit berücksichtigt oder kann man die Ergebnisse des Submodells wieder in das Globale einfügen und so eine Iteration starten.

Kann man vielleicht die Flächen im DM einzeln verbinden, sodas kein Kontakt notwendig ist? Denn dann könnte ich den Riss auch im globalen Modell mit reinmodellieren und dann später im Submodell verfeinern.

Viel Dank jetzt schon mal für die gute Hilfe.

MfG

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cgebhardt
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Maschinenbauingenieur


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erstellt am: 08. Jun. 2016 21:51    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 kojotekarl 10 Unities + Antwort hilfreich

Ich glaube wir reden aneinander vorbei.

Frage 1 verstehe ich nicht. Welche Flächen wofür anwählen? Was soll die Aussage "Denn wenn er..."? Problem, kein Problem?

Frage 2: Es darf keinen Einfluss des Submodells auf das Globalmodell geben, sonst müsste das ja upgedatet werden und dann ist der Sinn des Submodells nicht mehr gegeben, dann rechnet man besser gleich ein neues Gesamtmodell.

Zurück zum 1. Bild.
Dort ist ein modellierter Riss. Nehmen wir an der ist ok.
Dort sind 4 Kontaktstellen, die "aufgehen" wg. des Overconstraint-Problems. Diese Kontakte vermeiden, indem hier ein Subvolume erzeugt wird. Dadurch geht das Netz durch und man vermeidet einige MPCs. Dadurch kein Overconstraint. Dadurch kein eliminieren von Gleichungen. Dadurch kein Klaffen. Soweit die Theorie 

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

CADFEM GmbH
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kojotekarl
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erstellt am: 09. Jun. 2016 17:21    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


Abbildung1.jpg


Abbildung2.jpg

 
Guten Tag,

danke für deine Antwort. Ich hab mich wahrscheinlich nicht verständlich genug ausgedrückt, deshalb versuch ich es noch mal.

Das Kontaktproblem konnte ich wie gesagt mit der Submodelltechnik beheben. Abbildung 1 zeigt die zwei Bauteile des globalen Modells. Zum einen die Felgenschüssel mit dem inneren Riss als ein Bauteil und zum anderen die Nabe mit Schrauben als ein Bauteil. Das heißt, die Kontaktsituation reduziert sich auf die oben gezeigten Reibkontakte und der Verbund von Schraube und Nabe entfällt(kontakt.png). Dadurch wird das Overconstraint-Problem gelöst und die Rechnung für das globale Modell kann durchlaufen.

In dem Submodell werden anschließend alle Bauteile unterdrückt bis auf den einmodellierten Riss aus der Felge Abbildung 1 Ausschnitt (oben submodell.png). In dem Submodell werden nun MPC-Kontakte vergeben und der Riss mit dem Tool "vorvernetzter Riss" einmodelliert. Für die Randbedingungen im Submodell "importierte Submodell Randbedingungen" müssen Flächen ausgewählt werden. In dem Buch ist beschrieben, das die Schnittflächen ausgewählt werden müssen, soweit O. K.. Müssen jetzt auch noch die Seitenflächen mit ausgewählt werden, da hier im Globalmodell die Reibkontakte aufliegen(die Flächen sind oben in submodell.png gekennzeichnet)? Die Abbildung 2 zeigt ein Vergleich der Vergleichsspannungen an der Rissstelle von Globalen Modell, Submodell ohne ausgewählte Seitenflächen und mit ausgewählten Seitenflächen.
Aufgrund dessen das die Felgenschüssel im globalen Modell als ein einziges Bauteil bestimmt wurde, existiert da auch noch kein Anriss, dementsprechend bleibt bei Anwahl der Seitenflächen der Riss auch an der Oberfläche geschlossen. Theoretisch sollte der Riss sich jedoch öffnen, auch an den Reibkontakten.

Hinweis: bei dem Riss handelt es sich um einen vorvernetzten Riss und nicht um einen halbeliptischen Anriss.

Ich würde den Riss gerne schon im globalen Modell mit reinnehmen, dazu müssten die Flächen der Rissufer jedoch getrennt sein.
Deshalb noch die Frage, welche Möglichkeiten gibt es noch um Bauteile im DM zusammenzufügen außer Bauteilgruppe erzeugen?

Über eine weitere Antwort wäre ich sehr dankbar.
MfG

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cgebhardt
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erstellt am: 09. Jun. 2016 22:27    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 kojotekarl 10 Unities + Antwort hilfreich

sorry, 4x habe ich es gelesen, 4x nicht verstanden. Ich hänge einfach zu oft an für mich nicht nachvollziehbaren Aussagen fest. Per gemeinsamer Modellbetrachtung ist das Vorgehen wahrscheinlich deutlich einfacher zu verstehen. (persönlich, Websession).

Zur letzten gestellten Frage: Im DesignModeler ist die Funktion Bauteilgruppe DIE Methode.
Es gibt in Mechanical aber noch Knotenmergen und Mesh Connections als Alternativen, d. h. also um UNABHÄNGIG von der Gerometrie damit ein durchgehendes Netz zu erzeugen. Knoten Mergen heisst nur genau das Zusammenfallen von Knoten. Die Vernetzung wird nicht geändert. Bei der Mesh Connection wird das Netz zuerst angepasst und dann gemergt.

Zur Frage der freien Ränder: Ohne das Modell verstanden zu haben traue ich mir keine wirkliche Antwort zu. Ich gebe aber zu bedenken, dass ein Submodell, das an den Rändern keine Verschiebungen erfährt, dort auch keine Kräfte eingeleitet bekommt, ein wesentlicher Teil also fehlt. Deshalb wäre es logisch, die Verschiebung auch auf die freien Ränder aufzubringen. Dann kann das mit dem Klaffen des Risses an den Rändern aber nicht mehr funktionieren, was das letzte Bild ja auch zeigt.

Wie kommt denn die Entscheidung für ein Submodell zustande? Ich würde die hinterfragen. Die Rückwirkungsfreiheit sehe ich nicht gegeben. Mir wäre das zu heikel.

Viele Grüße
CG

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

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