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Liebe Community,
seit einer Weile versuche ich, den APDL-Command "CAST" in die Workbench GUI zu implementieren. Es geht dabei um die Implementierung unterschiedlicher Spannungs-Dehnungs Beziehungen für Beton im Zug- und Druckbereich, die mithilfe des "CAST"-Commands als multilineare Spannungs-Dehnungs-Beziehungen eingegeben werden können.
Meine Umsetzung des Commands zeigt Abbildung A. Die damit erzielten Ergebnisse sehen erst mal ganz gut aus (nur geringe Zugspannungen vorhanden), jedoch entstehen erhebliche Konvergenzprobleme sobald der letzte definierte Punkt der Spannungs-Dehnungs-Beziehung erreicht ist und der Solver bricht die Berechnung ab. Um dem zu begegnen habe ich den Command um einen weiteren Punkt in der Spannungs-Dehnungs-Beziehung ergänzt, der sehr hohe Dehnungen bei gleicher Spannung (Druck- bzw. Zugfestigkeit) aufweist (siehe Abbildung B). Leider hat das nicht geholfen. Auch die Definition mehrerer solcher zusätzlicher Spannungs-Dehnungs-Punkte mit oder ohne geringer Steigung im Endbereich der Kurve hat die Konvergenzprobleme nicht beseitigen können.

Es wäre klasse, wenn jemand ihre/seine Erfahrungen teilen könnte, da ich schon seit einiger Zeit mit dem Problem zu kämpfen habe und scheinbar niemand helfen kann.

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Ja auch nicht verwunderlich, da niemand das Modell kennt, mal davon abgesehen das die Parameter nicht ganz stimmig sind.
Z.B. plastische Querdehnungszahl von 0,04. Das ist auf jeden Fall kein validierter oder literarisch entnommener Wert für Beton.
Vermutlich von einen Graugusswerkstoff entnommen.

Das Cast Iron Modell für einen Betonwerkstoff zu verwenden halte ich für ein sehr abenteuerliches Unterfangen.
Ich würde für aussagekräftige Ergebnisse das Drucker-Prager Modell empfehlen, dies hält nicht nur eine mögliche Validation stand, sondern darüber gibt es eine Anzahl an öffentlich zugänglichen Publikationen mit ausreichnend Materialdaten.

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Danke für die Antwort, Duke711,

du hast recht, die plastische Querdehnzahl von 0,04 ist die eines üblichen Gusseisens. Da es sich bei dem Modell nur um einen Test handelt, habe ich das mal so stehen gelassen. Die Änderung dieses Werts hat das Ergebnis bis zum Erreichen der Konvergenzprobleme nicht wesentlich verändert. Das Cast Iron Modell wurde mir empfohlen. Man stößt bei der Recherche nach geeigneten vereinfachten Modellen für Beton oft auf diesen Command, da er ohne großen Aufwand die Definition unterschiedlicher Spannungs-Dehnungs-Beziehungen im Zug- und Druckbereich zulässt. Nur für geometrisch nichtlineare, temperaturabhängige, kraftgeregelte Probleme, wie meines, scheint es damit schwieriger zu werden. Das Drucker-Prager Modell habe ich mir auch mal angeschaut. Die Workbench GUI erlaubt eine einfache Eingabe über die drei Materialkennwerte Uniaxiale Druckfestigkeit, Uniaxiale Zugfestigkeit und Biaxiale Druckfestigkeit. Leider wird mit der Definition dieser drei Parameter das Multilineare Spannungs-Dehnungs-Verhalten ignoriert und von einem elastisch-ideal plastischen Materialverhalten ausgegangen. Es gibt wohl noch ein Extended Drucker-Prager-Modell aber das erschien mir auf den ersten Blick sehr kompliziert (aufwendiger APDL-Command und viele unbekannte Materialdaten wie z.B. Dilatanzfaktor und unterschiedliche Kappa- und Omega-Werte). Das ganze dann auch noch temperaturabhängig zu definieren, habe ich mir nicht zugetraut. Hättest du evtl. eine Literaturempfehlung für mich, wo ich die entsprechenden Materialkennwerte für diskrete Temperaturen finden kann? Das wäre klasse!

Liebe Grüße und Vielen Dank nochmal!

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Das Cast Iron liefert nur für einen GJL Werkstoff aussagekräftige Ergebnisse, selbst für einen GJS Werkstoff wird es schwierig, da fallen dann die Ergebnisse deutlich geringer aus. Desweiteren hat so gut wie jedes Modell in Ansys einen Gültigkeitsbereich. Beton hat einen deutlich größeren Gradienten zwischen Zugfließspannung und Druckfließspannung als GJL.

Ja beim EPD wird es etwas schwierig mit Materialdaten, sehr ambitioniert.
Recherche betrieben?

Ansys hat doch Beispieldaten veröffentlicht:

https://www.sharcnet.ca/Software/Ansys/17.0/en-us/help/ans_mat/amp8sq21dldm.html#elemedp

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https://www.ibb.uni-stuttgart.de/publikationen/fulltext_new/2006/huber-2006.pdf
https://repository.lib.ncsu.edu/bitstream/handle/1840.20/22915/etd.pdf?sequence=1
http://www.wseas.org/multimedia/journals/mechanics/2016/a325811-092.pdf

Ansonsten mal bei der Dynardo GmbH anfragen denn von denen stammen diese Beispieldaten für Ansys. Sichtwort Dynardo multiplas. Eine Demoversion wird es vermutlich nicht geben, aber sicher Beispieldaten für einen bestimmen Beton, wenn man nachweislich als Student für eine nicht kommerzielle Verwendung anfragt.

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