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Guten Tag,

nachdem ich mir schon einiges an Wissen in diesem Forum anlesen durfte, stehe ich vor einem für mich schwer lösbaren Problem.

Ich nutze Ansys DesignSpace und bin oft ein wenig gezwungen umständlichere Wege zu gehen. So habe ich beispielsweise in meiner Simulation die Lager über lineare Federn in alle drei Raumrichtungen nachgebildet. Da in dieser Version auch keine nichtlinearen Federn vorhanden sind, stehe ich vor dem Problem das Betriebsspiel zwischen Lager und Welle einzufügen.

Die Problematik muss nicht genau auf mein Modell angepasst, sondern viel mehr eine allgemeine Lösung sein.
Mein Modell besteht vereinfacht aus einer zweifach gelagerten Welle. Ich möchte die Verformung bei einer einwirkenden Kraft an einem der beiden Enden ausgegeben bekommen.

Ich habe bisher probiert an meinem CAD Modell an den eigentlichen Lagerstellen Hülsen mit der entsprechenden Lagerluft zu konstruieren. Diesen Abstand wollte ich über die Schrittsteuerung durch Verschiebung im ersten Schritt ausgleichen und im zweiten die Welle mit einer Kraft beaufschlagen. Leider überwiegt entweder die Verschiebung, so dass die Verformung der Welle nur bis zu dieser erfolgt oder es wird nur die Verformung durch die Kraft berücksichtigt.

Eine andere Möglichkeit von der ich gelesen habe, ist das einfügen eines Spaltes bzw. einer Durchdringung. Leider habe ich nach dem Auswählen keine Einstellmöglichkeiten, mache ich etwas falsch oder liegt es an der Version?

Eine Herangehensweise mit dem Pinnball-Bereich probierte ich auch... erfolglos.

Ich freue mich über jede vernünftige Rückmeldung.

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Jetzt weiß ich nicht welche Optionen DesignSpace hat, aber sollange es nichtlinearen Kontakt unterstützt, dann müsste die Lösung über Kontaktspalt zwischen Lagerring und Gehäuse funktionieren. Der Kontakt muss vom Typ "Standard with Friction" sein. Der Ansatz zunächst verschiebungs- und dann kraftgesteuert zu rechnen ist auch richtig. Wichtig ist, dass im ersten Substep der Kraftaufbringung die Kraft nicht geringer ist als die Reaktionskraft am Ende der Verschiebungsaufbringung, sonst federt das System zurück.

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Viele Grüße
Alexandru Dadalau

MESHPARTS GmbH
Scalable Simulation
www.meshparts.de

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Verformung.JPG EinstellungenKontakt.JPG

Vielen Dank für die schnelle Rückmeldung.
Ich habe das ganze jetzt mal vereinfacht dargestellt. In diesem Beispiel beträgt der Spalt  an den Lagerstellen 0,5 mm.
Die Kraft greift am Ende der Welle mit 422 N an.

Leider ist die Verformung kleiner als der Luftspalt. Irgendwo muss noch ein Fehler liegen.

Ich hoffe die angehängten Bilder verdeutlichen die von mir verwendeten Einstellungen.

Viele Grüße
Dirk

[Diese Nachricht wurde von Pommez am 05. Apr. 2018 editiert.]

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Hallo Dirk,

ich hoffe das ich dich Rrichtig verstehe! Wenn Du in den Lagerstellen/Kontakten einen Spalt rechnen
möchtes, dann darf die "Kontaktbehandlung" nicht "Auf Berührung anpassen" stehen.
Zudem würde ich als Algorithmus den Augumented-Lagrange-Verfahren wählen.

Gruß Michael

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Wie gesagt, der Kontakt müsste Standardkontakt sein, nicht Rau.
Das mit nicht "Auf Berührung anpassen" ist auch richtig.

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Viele Grüße
Alexandru Dadalau

MESHPARTS GmbH
Scalable Simulation
www.meshparts.de

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Zitat:

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Original erstellt von MESHPARTS:
Wie gesagt, der Kontakt müsste Standardkontakt sein, nicht Rau.

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Meinen Sie mit Standardkontakt Reibungsbehaftet? Falls ja, ist das mit der von mir verwendeten Version leider nicht möglich.

Zitat:

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Original erstellt von MiBr:
ich hoffe das ich dich Rrichtig verstehe!...

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Ich denke schon, aber nur nochmal zur Verdeutlichung: Es existiert ein Luftspalt zwischen Lagerring und Welle. Dieser Luftspalt soll bei Aufbringung einer Kraft in Richtung der angreifenden Kraft Null werden. Die Verformung der Welle soll anschließend auf Basis der neuen Lage (die Lagerringe, die über Federn gehalten werden) simuliert werden. Insgesamt sollte man dann die Verschiebung durch die Lagerluft + die Verschiebung durch die Federn + die Verformung der Welle erhalten.

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Hallo nocheinmal,

wenn Du die "Kontaktbehandlung" "Auf Berührung anpassen" steht, eliminiert/gleicht Ansys dir den Spalt aus.

Da Du nur reibungslose und Raue Kontakt setzen kannst, würde ich eher den Reibungslosen Kontakt wählen.
Dann musst Du die Welle allerdings in axialer Richtung lagern.

Gruß Michael

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Hallo zusammen,

danke für die schnellen Antworten und die geschenkte Zeit.

Ein Ergebnis, wenn auch ein falsches, erhalte ich nur mit rauen Kontakten.
Die Welle ist an beiden Lagerstellen mit einer Feder axial gesichert. Diese greift an der Wellenmitte an, weshalb sie nicht sichtbar ist.

Vermutlich führt dieser Weg nicht zum Ziel.
Wenn keine neuen Vorschläge kommen sollten, könnten wir gerne den Ansatz mit den Substeps disukutieren.

Viele Grüße
Dirk

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Der Standardkontakt ist reibungsfrei. Rau oder reibungsbehaftet kann bei einem berühungslosen Kontakt nicht funktionieren, da hier kein gleiten möglich ist.

Dann sind die Lager einfach nicht ausreichend gelagert.

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Ich stimme der Wahl eines reibungsfreien Kontaktes zu.
Selbst wenn ich die Lager fixiere, erhalte ich keine Lösung.

Der Lösungsansatz mit den Substeps kann wohl auch verworfen werden, da ausgehend von den eingestellten Kontakten zwischen Welle und Lagern das System falsch definiert ist.

Über jeden weiteren Hinweis oder Lösungsvorschlag bin ich sehr dankbar.

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Hallo,

wie schon gesagt musst Du bei dem reibungslosen Kontakt die Welle axial lagern/sichern.
Sonst kommt es durch die Schiefstellung der Welle, in den Lagern zum rutsch der Welle in
axialer Richtung.
Dies passiert beim dem rauen Kontakt halt nicht und deshalb konvergiert die Rechnung.

Gruß Michael

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Strukturbaum.JPG

Danke für eure Geduld mit mir.

Anbei ein Bild des aktuellen Strukturbaums.

Leider habe ich bisher noch nicht geschafft, dass Ansys beide Verformungen/Auslenkungen berücksichtigt. Ich habe, wie empfohlen, die Welle axial gesichert. Außerdem habe ich die Lager ebenfalls axial mit Verschiebung->Z-Komponente=0 gesichert.

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Hallo,

wenn ich mir den Strukturbaum so anschaue fällt mir bei den Kontakten auf, dass
Teil1 mit Teil1 verbunden ist und Teil1 mit Teil1? Kontakt und Ziel 2 Flächen? 

Wenn ich diese Untersuchung machen würde (ohne Reibung), dann würde ich die Berechnung mit einer
externe Verschiebungen durchführen.
Diese würde ich auf die Planfläche links setzen, hier die Verschiebung in Z=0 setzen und in Schritten
die Verschiebung in X-Richtung erhöhen.
Anschließen die Kaftreaktionen der externe Verschiebung auswerten, so konvergiert die Berechnung x-mal
besser.

Zudem lässt dein Netz auch noch zu wünschen übrig!

Gruß Michael

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Verformungsverhalten.JPG

Hallo Michael,

Die Teile haben vom Programm sehr unvorteilhaft Namen erhalten. Es handelt sich um drei Teile, die allerdings alle gleich hießen 

Leider ist es noch nicht notwendig das Netz zu verfeinern. Die Auswertung der Kraft an der Verschiebung ist eine meines Erachtens nach eine sinnvolle Vorgehensweise. Nach wie vor habe ich allerdings die Problematik mit der Durchdringung. Ich habe diese vergebens versucht über Kontakte->Durchdringungstoleranz zu begrenzen.
Falls sich einer wundert warum die Welle nicht gleichmäßig verschoben wird: Ich habe bei der Verschiebung der Welle den rotatorischen Freiheitsgrad um die X-Achse zugelassen, um eine Verbiegung zu ermöglichen.

Gruß
Dirk

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Hallo Dirk,

Zitat:

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Leider ist es noch nicht notwendig das Netz zu verfeinern

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Ich denke schon. Du hast doch am Anfang der Berechnug einen Geometrischen Spalt von
0.5mm. (Kein Kontakt)
Durch die Verschiebung möchtest Du diesen doch Kontakt herstellen und dazu braucht es bei
den Kontaktflächen doch wohl eine Anzahl von Knoten, oder nicht?
(Bitte korregiert mich jemand, falls das so nicht stimmt!)

Zitat:

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Nach wie vor habe ich allerdings die Problematik mit der Durchdringung

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Bei einem Spalt von 0.5mm und einer Verschiebung von 0.005mm wird es wohl kaum eine
Durchdringung geben, oder!
Das kann eigentlich nur an der eingestellten Skalierung liegen!

Ich hoffe immer noch, dass ich nicht auf dem Schlauch stehe!
Gruß Michael

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Hallo nochmal,

wenn ich es richtig sehe, hast Du eine Externe Verschiebung für beide Lager benutzt.
Aus meiner Erfahrung würde ich sagen, dass das nicht so günstig ist in Bezug auf
die Konvergenz!

Gruß Michael

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Hallo zusammen,

ich bin sehr erfreut mitteilen zu dürfen, dass nun alles wie gewünscht funktioniert. Ich danke allen Beteiligten für die Hilfe. 

Relativ unschön ist nur noch, dass durch die Verschiebung die Stirnfläche immer vertikal bleibt. Ich werde versuchen dies über Rotationen anzugleichen.

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Hallo,

schön zu hören,das es klappt!!!

Ich verstehe allerdings nicht warum die Stirnfläche immer vertikal bleibt?
Du hast doch selber geschrieben, dass Du den Freiheitsgrad um die X-Achse frei gelassen hast.
Somit darf sich die Stirnfläche doch drehen.
Oder Hast Du die Stirnfläche jetzt mit einer einfachen Verschiebung bewegt?
Falls ja, nimm dafür eine externe Verschiebung an der Strinfläche.

Gruß Michael

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Hallo Michael,
als ich die Datei gerade bearbeiten wollte ist mir aufgefallen, dass ich die Rotation versehentlich auf 0° gesetzt hatte. Klappt nun alles wunderbar.
Viele Grüße
Dirk

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