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Autor Thema:  Kontakt zwischen linearen Volumen- und linearen Schalenelementen? (646 mal gelesen)
TL9091
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ANSYS Workbench 18.2

erstellt am: 20. Mai. 2018 09:59    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

Hallo Zusammen,

ich modelliere derzeit thermischen und mechanischen Kontakt eines Stahl-Beton-Verbundquerschnitts. Dabei handelt es sich um ein dünnwandiges Stahlrohr, das mit Beton gefüllt ist. Das Stahlrohr habe ich durch Schalenelemente, die Betonfüllung durch Volumenelemente diskretisiert. Jetzt ergeben sich zwei Fragen:

1) Wie geht ANSYS mit der Verbindung von Schalen- und Volumenelementen um? Ist es nicht problematisch, Knoten mit 6 DOF (Schalenelemente) an Knoten mit 3 DOF (Volumenelemente) anzuschließen? Als kontakt ist Bonded eingestellt und als Formulation Program Controlled. Ich weiß also nicht so recht, was ANSYS genau tut, um die Verdrehungs-DOFs der Schalenelemente in Verschiebungs-DOFs der Volumenelemente (und umgekehrt) umzurechnen. Die produzierten Ergebnisse scheinen aber plausibel zu sein.

2) Eine Konvergenzstudie hat ergeben, dass die Wahl linearer Elemente (SHELL181, SOLID185) geeigneter ist, da sich mit quadratischen Ansatzfunktionen ein sehr großer Rechenaufwand ergibt. Unschön bei dieser Lösung finde ich aber, dass ANSYS WB 18.2 als Kontakt- und Zielelemente mit Zwischenknoten (CONTA174, TARGE170) verwendet. Der Grund hierfür müsste darin liegen, dass im ANSYS Help Viewer keine TARGE-Elemente ohne Zwischenknoten aufgelistet sind. Ich nehme also an, solche existieren nicht?! Zwar kann man die Kontakt- und Zielemente nicht sehen, aber rein theoretisch würden die Oberflächen der einzelnen Elemente durch die Kombination linearer (SHELL181, SOLID185) und quadratischer Elemente (CONTA174, TARGE170) nicht passgenau aufeinander liegen, da die gekrümmte Oberfläche durch die linearen Elemente linearisiert und durch die quadratischen gekrümmt abgebildet wird. Ist das ein Problem? Schließen bei einer solchen Kombination die Eck- und Zwischenknoten der quadratischen Elemente an die Eckknoten der linearen Elemente an oder schließen nur die Eckknoten aneinander an und die Zwischenknoten der quadratischen Elemente hängen in der Luft?

Würde mich sehr freuen, wenn jemand helfen könnte.

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TL9091
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ANSYS Workbench 18.2

erstellt am: 20. Mai. 2018 10:40    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 habe nochmal ein bisschen recherchiert und herausgefunden, dass die Zwischenknoten unterdrückt werden können. Der ANSYS Help Viewer sagt zu den Elementen CONTA174 und TARGE170:

CONTA174:

Zitat:
If the underlying solid or shell elements do not have midside nodes, use CONTA173 (you may still use CONTA174 but you must drop all midside nodes).

TARGE170 (Zitat bezieht sich zwar ausschließlich auf starre Oberflächen, ich denke aber, dass das auch geht, wenn TARGE170 an lineare Elemente anschließt):
Zitat:
Set KEYOPT(1) = 0 (the default) to generate low order target elements (3-node triangles and/or 4-node quadrilaterals) for rigid surfaces.

Kann ich davon ausgehen, dass ANSYS WB automatisch auf Zwischenknoten in CONTA174- und TARGE170-Elemente verzichtet, wenn diese an lineare Elemente anschließen? Kann ich das irgendwo auslesen? Im Solver-Output bin ich nicht fündig geworden.

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