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  Lebensdaueranalyse einer Unterwasserstruktur - Lasten richtig aufbringen

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Autor Thema:  Lebensdaueranalyse einer Unterwasserstruktur - Lasten richtig aufbringen (772 mal gelesen)
MarkusN
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Beiträge: 1
Registriert: 06.08.2018

erstellt am: 06. Aug. 2018 20:11    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 Forum!

Ich würde mich nicht als erfahrenen Ansys-User bezeichnen und sitze vor einer Aufgabe, bei der ich nicht weiter komme. Daher würde ich gerne mal nachfragen, ob mein mein Ansatz der Richtige ist:

Folgendes Problem:
Ich soll im Rahmen des Studiums mit ANSYS Workbench eine Lebensdaueranalyse einer Unterwasserstruktur erstellen, die durch die Meeresströmung belastet wird. Ich kenne die maximalen Belastungen die bei maximaler Strömung auftreten. Durch Ebbe und Flut ändert sich die Strömung, sodass diese zunächst in eine Richtung anwächst, wieder zurück geht und anschließend in entgegengesetzter Richtung anwächst und wieder abnimmt. Die Belastung ist also genauer gesagt sinusförmig mit einer Periodendauer von ca. 12 Stunden.

Ich hatte nun gedacht, dass ich eine statisch-mechanische Analyse durchführe und hier über mehrere Lastschritte hinweg die auf die Struktur wirkenden Kräfte über eine Formel abhängig von den Lastschritten ändere.

Folgenden Einstellungen habe ich vorgenommen:
Schrittsteuerung:
Anzahl Lastschritte: 720 (1 Lastschritt pro Minute: 12h*60min=720)
Aktuelle Schrittnummer: 720
Zeit nach Schritt: 43200s (12h=720min=43200s)

Aufgebrachte Kraft (beispielhaft):
Z-Komponente: = (maximalwert)*sin(360/43200 * time)  (360/43200: Normierung der Sinusfunktion über die gesamte Periodendauer von 43200s)

Mithilfe des Betriebsfestigkeitstools schaue ich mir dann die zu erwartende Lebensdauer an.

Hier nun meine Fragen:

1) Ist der Ansatz über die statisch-mechanische Analyse überhaupt prinzipiell der Richtige? oder ist eine andere Analyse zu wählen?
2) Habe ich die richtigen Einstellungen vorgenommen? Ich möchte den 12-stündigen realen Zyklus von Ebbe und Flut möglichst gut nachbauen.
3) Die Lebensdauer wird abschließend als Vielfaches eines Zyklusses angegeben. Da ein Zyklus nun ca. 12 Zeitstunden entspricht, kann ich das Ergebnis nun mit 12 multiplizieren und erhalte so die zu erwartende Lebensdauer in Stunden?


Ich bedanke mich schon jetzt für jede Antwort und jeden Tipp und entschuldige mich für meine Unwissenheit! :P

Gruß, Markus

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e.kostson
Mitglied
Technical Manager


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Beiträge: 24
Registriert: 07.08.2018

erstellt am: 07. Aug. 2018 14:39    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 MarkusN 10 Unities + Antwort hilfreich

Sehr oft wird bei einer Ermüdungsanalyse die volle Last nur in einem Schritt aufgebracht. Angenommen, dynamische Effekte sind wie in Ihrem Fall vernachlässigbar (Sie können dann eine lineare statische Analyse verwenden). Die Software berechnet dann, wie viele Zyklen man mit dieser Last bekommen kann. Wie Sie gesagt haben, wenn Sie das Ergebnis in Stunden wollen, ist das ziemlich einfach, da Sie die Zeitdauer für einen Zyklus kennen, also muss man nur die Gesamtanzahl von Zyklen mit der Zeitdauer von einem Zyklus multiplizieren, um die gesamte Zeitdauer zu erhalten. Hoffe das hilft. Es gibt viele Tutorials im Intrenet zur Durchführung von Müdigkeitsanalysen, ich hoffe, Sie finden sie nützlich.

------------------
EPK

[Diese Nachricht wurde von e.kostson am 07. Aug. 2018 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von e.kostson am 07. Aug. 2018 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von e.kostson am 07. Aug. 2018 editiert.]

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Jens.Friedrich
Moderator
Dipl. -Ing.


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Beiträge: 1048
Registriert: 09.09.2005

ANSYS2021 R2

erstellt am: 10. Aug. 2018 08:21    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 MarkusN 10 Unities + Antwort hilfreich

Hey Markus,

es handelt sich wenn ich dich recht verstehe um immer die gleichen Lasten welche ihre Richtung umdrehen?!?
Ober und Unterspannung ergeben sich also vereinfacht aus:

LS1 positive Lastrichtung
LS2 negative Lastrichtung

Für jeden Punkt im Modell ergibt sich eine Unter und Oberspannung. R=sig_u/sig_o
IMHO sollte bei Lastumkehr das Spannungsverhältnis R=-1 rauskommen


Mit dem Betriebsfestigkeitstool kannst du nun einfach aus LS1 und der Annahme von R=-1 eine Betriebsfestigkeitsabschätzung treffen. Die ertragbaren Zyklen kannst du dir direkt anzeigen lassen.

------------------
Gruß
Jens

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