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Autor Thema:  Probleme mit großer Deformation, DOE und SolidWorks Import (1156 mal gelesen)
Femur
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erstellt am: 23. Jan. 2017 21:00    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


Modell.jpg

 
Hallo zusammen  !

Ich beschäftige mich im Zuge meiner Masterarbeit gerade mit Verformungen in Polymerlaminaten durch lokale Volumenänderung.
In einer Kuststofffolie sind kleine Volumina eines andren Materials untergebracht, dass sich zusammenzieht.


Ziel der FEM ist eine Parameteroptimierung (mittels Ansys DOE - oder gibt es da bessere Varianten?)
                  - die Verformung maximieren bei möglichst geringer Größe
                  - Spannungsspitzen minimieren
                 
Zu meinem Vorwissen:
Ich hatte an der Uni einen Kurs (mit Ansys Zertifikat - leider nutzlos), ne Vorlesung zur Mathematik hintendran und ein Seminar zu Ansys WB und Mechanical APDL.
Allerdings waren hier immer einfache Beispiele verwendet, die Modelle mit SolidWorks erstellt und die Einstellung wurde meistens der Software überlassen.. 

Ich jetzt ein Modell aufgestellt, das im Wesentlichen aus einem Biegebalken besteht, der durch ein "Gelenk" aus dem kontrahierenden Material gehalten wird. 
Die Verformung modelliere ich momentan über thermische Ausdehnung, da ich keine andere Möglichkeit sah eine Volumenänderung zu simulieren. Das Gelenk selber wird an zwei ecken aufgehängt und gegen Verschiebung in der z-Achse gesperrt, desweiteren wird die Ebene auf der diese Punkte leigen (also quasi die Einspannung dieses Balkens)  gegen verschiebungen normal zu ihr gesperrt, da diese Ebene den Schnittt durch eine Symmetrieachse darstellt.
Eingelesen wird eine Solidworks Baugruppe,die ich dann im DesingModeller öffne damit ich mit geteilten Knoten vernetzen kann.

Der Knackpunkt ist jetzt folgender....das verwendete "Aktor" Material schrumpft um ca. 40%. Überschlagsrechnungen zeigen, dass auf jeden Fall plastische Verformungen auftreten werden.

Das ist vermutlich der Grund dafür, dass Ansys mit vorschlägt, große Verformungen zu aktivieren.
Allerdings konvergiert das Modell dann nicht mehr (was es davors chon tut-allerdings mit merkwürdigen Verformungen).
Desweiteren habe ich versucht, die Verformung Schrittweise aufzubringen oder z.B. die Simulation als "Transiente Strukturmechanik" zu machen.
Ich habe bisher auch den Vorschlag gefunden, bei großen Verformungen explizit zu Rechnen, allerdings kann ich in der Expliziten Dynamik keine thermische Last aufbringen.

Das nächste Problem ist die Tatsache, dass ich das Modell in SolidWorks entworfen habe, wodurch viele der direkten Ansys hilfen im Design Modeller nicht anwendbar sind.... ich habe kurz versucht das Modell in DM aufzusetzen, allerdings komme ich mit der Bedienung auf die schnelle überahupt nicht klar.

Als letztes will ich ja eine DOE durchführen, das heißt ich muss die jeweils drei Parameter in den zwei Teilen des Modells simultan variieren, das habe ich bisher noch nicht geschafft und auch nach längerer Suche keinen Hinweis gefunden.


Bisher Versuche ich die DOE mit kleineren Verformungen zum laufen zu kriegen, allerdings tritt hier das Problem auf dass DM die Geometrie nach der Parameteränderung anscheinend nicht richtig zusammenbauen kann.


Ich weiß, das sind jetzt viele , teilweise Unabhängige Probleme.
Möglicherweise ist meine Idee auch überambitioniert als Beiwerk, ich wollte es aber versuchen da ich der Meinung bin dass es die Arbeit schön abrundet, v.A. da ich die Versuche zur Verifikation sowieso mache.


Ich wäre über alle Anregungen, Vorschläge und Tipps zu den genannten Problemen und darüber hinaus dankbar.
Auch anwendugnsnahe Literatur (oder Schlagworte) wäre holfreich, im Moment wälze ich PDFs die "Introduction to Ansys Mechanical", die mir aber bisher noch nicht geholfen hat.

Was meint Ihr - ist das Mumpitz oder sinnvoll machbar?


Viele Grüße


______
Update: Entschuldigt bitte Vielmals, ich habe gemerkt dass das ohne Bild vielleicht nicht Hilfreich ist. Ich kann leider nicht mit dem Original dienen, aber vlt sind die "Skizzen" ein Anhaltspunkt bis ich an die Dateien komme...

[Diese Nachricht wurde von Femur am 23. Jan. 2017 editiert.]

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farahnaz
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Ing.


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CAE, FEM, Test, NPD

erstellt am: 23. Jan. 2017 22:17    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 Femur 10 Unities + Antwort hilfreich

. Du musst mit großen Deformationen rechnen, für meiste Materialien auch noch mit nichtlinearen Materialmodellen. Das kann manchmal herausfordernd sein, um eine Konvergenz hinzubekommen. Normalerweise sind Verkleinerung der Zeitschritten und Verfeinerung des Netzes die ersten Schritten.

------------------
Grüße, Moe

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Mustaine
Ehrenmitglied V.I.P. h.c.



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Abaqus

erstellt am: 23. Jan. 2017 22:36    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 Nur für Femur 10 Unities + Antwort hilfreich

Zitat:
Original erstellt von Femur:

Ziel der FEM ist eine Parameteroptimierung (mittels Ansys DOE - oder gibt es da bessere Varianten?)
                  - die Verformung maximieren bei möglichst geringer Größe
                  - Spannungsspitzen minimieren
                 

Eine DOE ist keine Optimierung.

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Femur
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erstellt am: 23. Jan. 2017 23:05    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

@ farahnaz
Danke, ich versuch mich morgen früh gleich mal dran. Wenn du sagst die Zeitschritte verkleinern, meidu dann die Last in kleinen Teilschritten aufbringen, oder die Verformung in kleinen Zeitschritten Betrachten oder beides?

@Mustaine
Du hast recht, optimieren muss ich das dann Selber, ich bekomm aber ein System von Einfluss und Zielgrößen mit denen ich das tun kann wenn ich das richtig verstehe
Oder hat Ansys ein Bordmittel, mit dem das automatisch gemacht werden kann

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cgebhardt
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Beiträge: 1449
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erstellt am: 24. Jan. 2017 08:26    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 Femur 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo,

innerhalb von ANSYS gibt es per Default in vielen Paketen den DesignXplorer, der kann DoEs nach verschiedenen Verfahren generieren und auch einfache Optimierungsaufgaben lösen. Für anspruchsvolle Aufgabenstellungen (viele Parameter, verschiedene CAE-Schritte, hohe Performanz) gibt es ANSYS optiSLang. Aber bevor es an die Frage geht "wie mache ich ein DoE/eine Optimierung, und das auch noch gut z. B. mit einem aussagefähigen (!) Metamodell", muss natürlich das Mastermodell parametrisch funktionieren.

Fangen wir deshalb mit der Basisanalyse mal an:
Entweder ich verstehe die Randbedingungen nicht oder sie sind falsch.
Wie ist im Vollmodell die Lagerung? Wie sieht die zu erwartende Deformation im Vollmodell aus? Wo liegt die Symmetrieebene? Ich sehe dort keine Symmetrie in dem von mir interpretierten Verformungszustand, aber ich kenne auch das Modell nicht.
Falls es Symmetrie gibt, stimmen die fixierten Freiheitsgrade wahrscheinlich nicht. Ich würde statt der Y-Richtung die X-Richtung fixieren. Y fix an einem Punkt plus 2 Z-Fixierungen um Rotx zu vermeiden.

Zum Modellaufbau in Designmodeler (DM) oder SolidWorks mit DM: Mit beiden Wegen kann man das hinbekommen, auch in der Kombi mit DX und SW. Aber es läuft natürlich jeweils ein bisschen anders. Konkrete Fragen kann man beantworten, pauschale Aussagen "komme auf die Schnelle  nicht zurecht" sind schwierig. Alles mögliche gleichzeitig in einem Post zu vermengen halte ich für ein suboptimales Vorgehen. Ich empfehle eine Reihenfolge (z. B. zuerst Modellaufbau klären oder zuerst eine physikalisch korrekte Antwort oder...), und dann schrittweise weiterzugehen. Wenn das Modell in SW schon besteht, würde ich bei diesem Weg bleiben, warum das gleiche nochmal neu? Andererseits: Alles in ANSYS ist nachher in der Durchführung der DoE etwas einfacher, weil man kein SW mehr braucht um die Geometrie zu modifizieren. Und wenn die Geometrie so grundlegend ist, sind die Unterschiede in der Modellierung eh nicht relevant, das können beide Tools gleich gut, machen es bloß anders.

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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