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  WB: Korrekte Lagerung bei Ausdehnung

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Autor Thema:  WB: Korrekte Lagerung bei Ausdehnung (2875 mal gelesen)
Universalx182
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erstellt am: 09. Jun. 2016 10:17    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


schema.jpg

 
Hallo,

arbeite mit ANSYS WB V15
Ziel: Korrekte Lagerung für therm. Ausdehnung/Spannungen infolge Temperatureinbringung (Skizze im Anhang).

Modell: Gelagertes (Fest- und Loslager) Rohr mit Temperatureinbringung

Die obere Fläche des Schildes ist ein "fixed Support".
Die Klemmung wurde in y und z gesperrt, sodass nur Längsdehnung möglich ist. Alle Kontakte sind als "Verbund" definiert.
In diesem Szenario konvergiert es sehr gut (ca. 10 Iterationen).

Im Realfall würden sich infolge der thermischen Einbringung die Klemmbacken aber auch in y und z ausdehnen.
Wenn ich das zulasse, konvergiert es nicht.

Liegt das Problem an fehlenden/falschen Randbedingungen, wie müsste die korrekte Lagerung aussehen?

Nachtrag 1: Es handelt sich um nichtlineares Verhalten mit großen Verformungen. Elast. Verhalten konvergiert ebenfalls problemlos soweit ich mich noch erinnere.
Hoffe jemand kann mir einen Input geben.

Nachtrag 2: Wenn ich die Klemmbacken nicht extra lagere, sodass die Schilder die gesamte Lagerung definieren, erhalte ich massive Verformungen der Schilder (Newton-Raphson Kräfte enorm in diesem Bereich).


Danke im Voraus,
lg


Danke im Voraus!

lg

[Diese Nachricht wurde von Universalx182 am 09. Jun. 2016 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von Universalx182 am 09. Jun. 2016 editiert.]

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cgebhardt
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erstellt am: 10. Jun. 2016 09:41    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 Universalx182 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo,

ich verstehe das so, dass zwar gelagert werden soll, dass keine freie Bewegung mehr stattfindet, die thermische Dehnung aber nicht behindert werden soll.
Dafür empfiehlt sich die Randbedingung "Remote Displacement" mit der Option "Deformable". Dabei kann man den Lagerpunkt irgendwo in den Raum legen (z. B. dorthin wo in der Skizze der fixed Support liegt), der Bereich dazwischen kann sich aber verformen z. b. auch wg. Temperatur ausdehnen.

Viele Grüße
CG

------------------
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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Universalx182
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erstellt am: 10. Jun. 2016 12:05    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

Zitat:
Original erstellt von cgebhardt:
Hallo,

ich verstehe das so, dass zwar gelagert werden soll, dass keine freie Bewegung mehr stattfindet, die thermische Dehnung aber nicht behindert werden soll.
Dafür empfiehlt sich die Randbedingung "Remote Displacement" mit der Option "Deformable". Dabei kann man den Lagerpunkt irgendwo in den Raum legen (z. B. dorthin wo in der Skizze der fixed Support liegt), der Bereich dazwischen kann sich aber verformen z. b. auch wg. Temperatur ausdehnen.

Viele Grüße
CG



Hallo!

Von der Idee her sollte es so funktionieren, ja.

Wenn ich die Außenfläche des Schildes mit "Remote Displacement" beaufschlage und alle Freiheitsgrade unterbinde, habe ich dann nicht das selbe Prinzip wie bei fixed Support? Oder ist dabei das Verhalten "deformable" ausschlaggebend?

Remote Displacement wird nur auf der Außenfläche angelegt, oder müssen die restlichen Komponenten zusätzlich definiert werden?

Wenn ich Remote Displacement nur an der Außenfläche definiere konvergiert es ebenfalls nicht.

Danke auf jedenfall für deine wertvollen Hilfestellungen, gerade erst gesehen, dass das FEM Praxisbuch von dir ist  .

lg

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cgebhardt
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Maschinenbauingenieur


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erstellt am: 10. Jun. 2016 18:04    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 Universalx182 10 Unities + Antwort hilfreich

ja, die Option "Deformable" ist ausschlaggebend. Eine "normale" Lagerung verhindert ja die Ausdehnung in der zugeordneten Fläche. Deformable nicht.
Wenn es nicht konvergiert liegt es meistens daran, dass freie Bewegung drin ist (ist für 90% der Konvergenzprobleme die Ursache).
Also mal das Modell anschauen und für JEDES Teil die Frage beantworten:
1. Was verhindert eine Bewegung in X
2. in y
3. in z
4. um x
5. um y
6. um z

Wenn es auf eine Frage keine Antwort gibt: Problem.
Wenn eine Antwortet lautet: Der nichtlineare Kontakt hier: kleines Problem.
Wenn eine Antwort lautet: Nach einer gewissen freien Bewegung berührt...: großes Problem.

Für jede dieser Situationen gibt es Methoden.
Lagerung definieren, Kontakt anpassen, Symmetrie (sehr empfehlenswert! machts robuster und nebenbei auch noch kleiner), verschiebungsgesteuerte Last, Numerische Dämpfung, Trägheit...
Dann braucht es aber Bilder von den Randbedingungen, Kontakte... also die komplette Info, sonst wird das knifflig mit der Hilfe übers Forum. Wenn das nicht erlaubt ist, weil vertraulich: Webex, Telefon, persönliches Gespräch.

Viele Grüße
CG


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Christof Gebhardt

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Universalx182
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erstellt am: 13. Jun. 2016 16:08    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

Zitat:
Original erstellt von cgebhardt:
ja, die Option "Deformable" ist ausschlaggebend. Eine "normale" Lagerung verhindert ja die Ausdehnung in der zugeordneten Fläche. Deformable nicht.
Wenn es nicht konvergiert liegt es meistens daran, dass freie Bewegung drin ist (ist für 90% der Konvergenzprobleme die Ursache).
Also mal das Modell anschauen und für JEDES Teil die Frage beantworten:
1. Was verhindert eine Bewegung in X
2. in y
3. in z
4. um x
5. um y
6. um z

Wenn es auf eine Frage keine Antwort gibt: Problem.
Wenn eine Antwortet lautet: Der nichtlineare Kontakt hier: kleines Problem.
Wenn eine Antwort lautet: Nach einer gewissen freien Bewegung berührt...: großes Problem.

Für jede dieser Situationen gibt es Methoden.
Lagerung definieren, Kontakt anpassen, Symmetrie (sehr empfehlenswert! machts robuster und nebenbei auch noch kleiner), verschiebungsgesteuerte Last, Numerische Dämpfung, Trägheit...
Dann braucht es aber Bilder von den Randbedingungen, Kontakte... also die komplette Info, sonst wird das knifflig mit der Hilfe übers Forum. Wenn das nicht erlaubt ist, weil vertraulich: Webex, Telefon, persönliches Gespräch.

Viele Grüße
CG



Danke für deine Hilfe. Das Prinzip denke ich, habe ich verstanden. Bei der Ausführung hakt es dann aber doch noch.
Wenn ich mir jetzt zum Beispiel die Klemmbacke lt. Skizze ansehe, ist diese in x Richtung durch das Schild bzw. die Rohrerhöhung behindert. In y Richtung würde nur der Kontakt (Verbund) zum Schild bzw. der Rohrerhöhung eine freie Bewegung verhindern, wie muss dies dann für das "remote displacement" definiert werden?

lg

[Diese Nachricht wurde von Universalx182 am 13. Jun. 2016 editiert.]

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erstellt am: 14. Jun. 2016 12:25    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

Zitat:
Original erstellt von cgebhardt:
ja, die Option "Deformable" ist ausschlaggebend. Eine "normale" Lagerung verhindert ja die Ausdehnung in der zugeordneten Fläche. Deformable nicht.
Wenn es nicht konvergiert liegt es meistens daran, dass freie Bewegung drin ist (ist für 90% der Konvergenzprobleme die Ursache).
Also mal das Modell anschauen und für JEDES Teil die Frage beantworten:
1. Was verhindert eine Bewegung in X
2. in y
3. in z
4. um x
5. um y
6. um z

Wenn es auf eine Frage keine Antwort gibt: Problem.
Wenn eine Antwortet lautet: Der nichtlineare Kontakt hier: kleines Problem.
Wenn eine Antwort lautet: Nach einer gewissen freien Bewegung berührt...: großes Problem.

Für jede dieser Situationen gibt es Methoden.
Lagerung definieren, Kontakt anpassen, Symmetrie (sehr empfehlenswert! machts robuster und nebenbei auch noch kleiner), verschiebungsgesteuerte Last, Numerische Dämpfung, Trägheit...
Dann braucht es aber Bilder von den Randbedingungen, Kontakte... also die komplette Info, sonst wird das knifflig mit der Hilfe übers Forum. Wenn das nicht erlaubt ist, weil vertraulich: Webex, Telefon, persönliches Gespräch.

Viele Grüße
CG



Ich habe viel versucht, komme aber absolut auf keine Lösung.

Aktuell bin ich nochmal von der Ausgangsfrage ausgegangen und habe lediglich den fixed Support an der Außenseite durch das remote displacement ersetzt (Alle FG = 0), die anderen RB habe ich gleich gelassen, um den Fehler zu finden.
Allein diese Einstellung lässt das Modell nicht mehr konvergieren.

Woran kann das liegen?

Als RB habe ich lediglich thermische Einflüsse gegeben und auf mechanischer Seite sind die RB die Lagerungen, die ja offensichtlich falsch sind, da es sonst ja laufen würde.
Wenn ich alle einzelnen Flächen mit remote displacement beaufschlage scheint der Arbeitsspeicher nicht auszureichend (16 GB).

Ich werde das Gefühl nicht los, dass ich etwas wesentliches übersehe!

PS: Die Symmetrie nutze ich bereits (gevierteltes Modell)

Danke und lg

[Diese Nachricht wurde von Universalx182 am 14. Jun. 2016 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von Universalx182 am 14. Jun. 2016 editiert.]

UPDATE:
Habe bei der Symmetrie keine reibungsfreie Lagerung an den Schnittebenen definiert. Dadurch konvergiert er nicht vollständig, die Deformation geht aber schon in die richtige Richtung.

[Diese Nachricht wurde von Universalx182 am 14. Jun. 2016 editiert.]

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cgebhardt
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erstellt am: 17. Jun. 2016 09:17    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 Universalx182 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo,

wenn ich es richtig verstehe, ist die Klemmbacke mit einem Verbund-Kontakt mit dem Schild verbunden. Das Schild ist per Remote Displacement mit allen DOF gelagert. Also damit auch die Klemmbacke.
Bedeutet also, sie kann sich nicht frei bewegen, aber deformieren. So wie sie soll. Theoretisch gut.
Wie ist das Rohr gelagert?
in Y hält die Symmetrie (reibungsfreie Lagerung in der Symmetrieebene), richtig?
Und in X? nur der nichtlineare Kontakt zwischen Rohr und Klemmbacke?
In X gibt es keine Symmetrie die man nutzen kann? Das wäre prima um die freie Bewegung in X zu vermeiden. Aber die Skzze sieht so aus als ginge das nicht.
Wie ist denn das Konvergenzverhalten?
Konvergiert das ganze von Anfang an nicht oder erst mit höheren Lasten.
Wenn es von Anfang an nicht konvergiert, würde ich die Kontaktoption "adjust to touch" nutzen. Was auch hilft: In Umfangsrichtung eine Vernetzung Knoten auf Knoten.
Wie sieht denn die "massive Verformungen der Schilder " aus? Und warum mehrere? Gibt es mehr als eines?
Viele Grüße
CG

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erstellt am: 17. Jun. 2016 09:36    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


rohr.jpg

 
Hallo,

Wie ist das Rohr gelagert?
Das Rohr an der Lagerstelle mittels Verbund mit den Klemmbacken verbunden. Andere Lagerung wurde nicht definiert (außer die Symmetriebedingungen an den Schnittebenen)

in Y hält die Symmetrie (reibungsfreie Lagerung in der Symmetrieebene), richtig?

Genau
Und in X? nur der nichtlineare Kontakt zwischen Rohr und Klemmbacke?
In X wird das Rohr durch den Verbundkontakt zur Klemmbacke gehalten

In X gibt es keine Symmetrie die man nutzen kann? Das wäre prima um die freie Bewegung in X zu vermeiden. Aber die Skizze sieht so aus als ginge das nicht.
Nein leider

Wie ist denn das Konvergenzverhalten?
Konvergiert das ganze von Anfang an nicht oder erst mit höheren Lasten.

wenn ich große Verformungen ein habe, konvergiert es bis Iteration 10 dann plötzlich schlägt die Kraftkonvergenz aus dem Ruder.
Bei großen Verformungen aus, konvergiert es nach 10 Schritten ganz gut.
Da wirft sich auch die Frage auf, ob große Verformungen überhaupt notwendig sind. Auf 2m Durchmesser de Schildes lenkt es gerade mal 7mm im Bereich der Einspannstelle aus.

Wenn es von Anfang an nicht konvergiert, würde ich die Kontaktoption "adjust to touch" nutzen. Was auch hilft: In Umfangsrichtung eine Vernetzung Knoten auf Knoten.
Wie sieht denn die "massive Verformungen der Schilder " aus? Und warum mehrere? Gibt es mehr als eines?

Es gibt zwei. Die Skizze umfasst das feststehende Schild an der Außenfläche, ein zweites lässt sich in X-Richtung verschieben. Ich hab es mal angehängt, dann sieht man wie es aktuell aussieht.

Danke und lg

[Diese Nachricht wurde von Universalx182 am 17. Jun. 2016 editiert.]

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erstellt am: 05. Jul. 2016 07:56    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

Ich muss mich hierzu nochmal melden.

Aktuell habe ich lineares Material, möchte es aber mit "großen Verformungen - ein" abbilden. Große Verformungen aus konvergiert es gut.

Bekomme jedoch immer folgende Fehlermeldung:
Preconditioned conjugate Gradient solver error Level 1. Possibly, the model is unconstrained or additional iterations may be needed. try running Setting the Multiplier MULT on the EQSLV command to greater than 1.0 (but less than 3.0).

NACHTRAG:
Mittlerweile habe ich ein Achtelmodell. Die Lagerung ist folgende. Remote Displacement am Festlager an der Außenfläche (Alle FG = 0), Remote Displacement am Loslager an der Außenfläche (FG = 0, außer in axialer Richtung, dort ist FREI). Die Schnittebenen wurden mit friciontless Support beaufschlagt.

Fehler ist immernoch derselbe - Muss ich eine Lagerbedingungen an den Klemmbacken und/oder Rohr ebenfalls definieren??

[Diese Nachricht wurde von Universalx182 am 06. Jul. 2016 editiert.]

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