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Hallo zusammen,

im Rahmen meiner Studienarbeit berechne ich die Tragfähigkeit von Druckbehältern.
Mein Aufgabe dabei ist, dass ich mit meinen eigenen Modellen andere Modelle verifizieren muss. Bei diesen "fremden" Modellen sind spezielle Randbedingungen gefordert, die ich (leider) noch nicht auf meine Modelle übertragen konnte.

Und jetzt zu meinen konkreten Problemen:

1) Ich muss am offenen, halbrunden Zylinder die Umfangsverschiebung (hoop displacement) unterdrücken. Das wollte ich mit Hilfe eines lokalen Koordinatensystem in Zylinderkoordinaten durchführen. Nur leider klappt das bei mir nicht. Da mein Modell symmetrisch ist, habe ich bei dieser Symmetrie-Randbedingung natürlich auch Knoten verwendet, für die die Umfangsverschiebung unterdrückt werden sollen. Deshalb kommt bei der Berechnung eine Fehlermeldung, dass für diese Knoten die Randbedingungen geändert bzw. deaktiviert werden.

2) Um einen Stutzen und den daran angeschlossenen Flansch samt Rohrleitung so realitätsgenau wie möglich zu modellieren, wird gefordert, dass die Fläche, an der der Flansch sitzt, eben bleiben soll (Zitat: "...plane sections remain plane. Longitudinal displacements coupled at nodes on open end of nozzle."). Dies wiederum habe ich versucht mit der Funktion "kinematic coupling" zu modellieren . Aber auch hier komme ich nicht weiter. Wenn ich die Längsverschiebung (in meinem Fall U2) beschränke, kommt zu Beginn der Rechnung eine Warnmeldung, in der mir mitgeteilt wird, dass zusätzliche Freiheitsgrade aktiviert werden.

3) Ich habe mir zur Vereinfachung der einzelnen Operationen überlegt, Nodesets zu definieren. Nur leider bin ich noch nicht dahinter gekommen, wie ich das am besten mache (von Hand jeden Knoten einzeln auswählen ist mir zu mühselig    ). Denn dann könnte ich die Überschneidungen bei den Freiheitsgraden elegant umgehen bzw. vermeiden.

So, jetzt bin ich endlich mit meinen Schilderungen am Ende und hoffe, dass mir jemand helfen kann!

Schon mal Danke im voraus,
Ice

[Diese Nachricht wurde von stuzzi am 06. Mrz. 2007 editiert.]

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zu 1.)
Mir ist noch nicht ganz klar was du genau du unterdrücken willst.
In einem zylindrischen Koordinatensystem hast du die radiale, tangentiale und axiale Verschiebung zur Verfügung und kannst diese sperren.
Soll dein Bauteil sich nur radial ausdehnen dürfen (also Durchmesser erhöhen)? Dann musst du in dem zyl. Koordinatensystem auf jeden Fall DOF1 frei lassen.
Ggf. Problem besser erläutern.

Nachtrag:
Wenn das Bauteil, die Randbedingungen und Lasten axialsymmetrisch sind, dann ist es einfacher und schneller auch axialsymmetrisch (anstatt 3D) zu rechnen.

zu 2.)
Wenn eine ebene Fläche eben bleiben soll kannst du folgendes machen:
a) Du definierst ein Koordinatensystem auf dieser Ebene und sperrst dann den DOF der diese Richtung definiert. Das Problem ist hier, dass sich dann dann ganze Bauteil nicht mehr frei im Raum bewegen kann.
b) Du legst einen analytischen Starrkörper auf diese Ebene und definierst Kontakt zwischen dem Starrkörper und den Knoten der Ebene. Im Kontakt schaltest du die Option NO SEPARATION an. Dann dürfen diese Knoten nicht mehr von dem ebenen Starrkörper 'runter. Aber Ebene und Knoten können sich zusammen im Raum bewegen.

zu 3.)
Arbeitest du mit CAE? Hast du im Preprocessing Geometrie?
Falls ja, einfach unter Tools->Set->Create... beliebige Sets erstellen und Geometrie selektieren. Diese Sets kannst du dann bei Lasten, Randbedingungen usw. selektieren.
Aus dem Netz das dann auf die Geometrie kommt macht CAE dann automatisch Knoten- und Elementsets und überträgt deine Definitionen dann auf diese.

[Diese Nachricht wurde von Mustaine am 06. Mrz. 2007 editiert.]

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Danke für die schnelle Antwort!

Ich arbeite mit CAE (hab ich vergessen zu erwähnen).

zu 1) Sorry, mein Bauteil ist nicht axial-symmetrisch! Das habe ich falsch beschrieben! Ich muss nur ein halbes Bauteil modellieren, da es zur xy-Ebene symmetrisch ist!
Ja, mein Bauteil muss sich radial ändern dürfen (es handelt sich um eine Innendruckbelastung). Das Problem dabei ist, dass ich aus dem Abaqus Manual nicht ganz schlau werde, welche Achse im transformierten Koordinatensystem jetzt meiner axialen / tangentialen / radialen Komponente enspricht. Bei der Generierung eines lokalen zylindrischen Koordinatensystems muss ich ja den Ursprung sowie die R und die R-Theta-Richtung angeben => da liegt mein eigentliches Problem! Woher weiß ich, welche Richtung / Punkte ich angeben muss?

zu 2) Wenn ich einen Freiheitsgrad sperre, dann muss ich das Kästchen bei den constraints ("Beschränkungen") mit einem Haken versehen oder (klingt blöd, aber lieber einmal zu oft gefragt als einen systematischen Fehler begangen!)!?
Der Vorschlag mit dem analytischen Starrkörper hört sich gut an. Das werde ich ausprobieren! Könntest du mir kurz einen Denkanstoß geben, wie ich das am besten angehe?

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stuzzi.cae.txt

zu 1.)
Lege den Ursprung irgendwo auf die Rotationsachse. Als radiale Richtung klickst du einen Punkt auf der Geometrie an. Klicke nun bei der R-Theta-Richtung einen Punkt, der dafür sorgt dass die z-Achse in Richtung deiner Rotationsachse (also axial) liegt. Das ganze fällt leichter, wenn du bei den ersten beiden Punkten günstige Punkte angeklickt hast. Ansonsten musst du ggf. mit Hilfspunkten (Datum Points) arbeiten.
DOF1 ist dann die radiale Richtung R, DOF2 die tangentiale T und DOF3 die axial Richtung Z.
Im Keyword Reference Manual ist beim Keyword *Transform auch ein ganz gutes Bild (Figure 19.10–2: Cylindrical transformation option).
In der angehängten cae-Datei ist im Model-1 ein Beispiel.

zu 2.)
Ja, entweder Hacken setzen (im Initial Step) oder in einem Step ein Hacken und eine null eintragen.

In der angehängten cae-Datei ist im Model-2 ein Beispiel mit dem analytischen Starrkörper. Über Kontakt wird der deformierbare Körper angebunden und im Verhalten sage ich in normalen Richtung dass sich der Kontakt nicht öffnen darf. Verschieben dürfen sich die Knoten aber auf der Fläche.

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Ich kann die Datei nicht öffnen (nach dem Umbenennen in stuzzi.cae). Es kommt die Fehlermeldung: "... is not a valid model database"

Ich habe die Version 6.5.

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