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ProblemWuerfel.txt

Hallo Zusammen,

während meiner Studienarbeit „Auswirkungen thermisch induzierter Spannungen auf gebundene Pflasterbefestigungen“ benötige ich dringend Hilfe.

Das Grundsätzliche Problem:
Als Einstieg habe ich mir einen Würfel (100x100x100mm) erstellt und diesen im Module „Load“ allseitig eingespannt und zusätzlich von unten gestützt.
Als „Step“ wurde ein „Coupled temp-displacement (Transient)“ gewählt!
Der Würfel soll an der Oberkante eine Temperatur von 50°C und an der Unterkante eine Temperatur von 10° C besitzen.
Da ich den Temperaturverlauf über das ganze Modell linear verteilt haben möchte, wurde im „Predefined Field Manager“ eine Temperaturgleichung (0.4*Y+10) definiert.
Nachdem ich ein passendes Netz „coupled Temperautre-Displacement“ über das Modell gelegt habe, verlief die Rechnung problemlos und meine Temperaturverteilung hat das richtige Ergebnis berechnet und dargestellt.

ABER:
Bei der Betrachtung der Spannungen (Stress components at integration points) in S11 Richtung ist die Ergebnisdarstellung nicht plausibel, denn bei diesem Modell müssten überall Druckspannungen auftreten sowohl an der Oberkante als auch an der Unterkante. Diese Druckspannungen müssen entstehen, da der Würfel sich ausdehnen will jedoch allseitig gehalten ist. Die Werte der Spannungen müssten von der Oberkante zur Unterkante hin abfallen.

Kann sich vielleicht mal jemand mein Modell anschauen und mir bei der Modellierung weiterhelfen??? Ich bin leider ein absoluter Anfänger und bedanke mich schon mal im Voraus.

Weitere Unklarheiten:
- Welchen Step wähle ich?
1. Ein „Couled temp-displacement (steady-state)“ liefert falsche Temperatur und falsche Spannungen jedoch ist die Größenordnung der Spannung realistischer
2 Ein „Couled temp-displacement (Transient) liefert den richtigen Temperaturverlauf und falsche Spannungen mit Werten  ca. 0,000002N/mm2

- Wie gebe ich die „conductivity“ im Modul „Proberty“ ein?
Bei einer Eingabe von positive 1 erhält man an der Oberseite Zugspannungen
Bei einer Eingabe von negative 1 erhält man an der Oberseite Druckspannungen

Als Anhang habe ich mein kleines Modell als TXT.Datei beigefügt.

Vielen Dank
Obiwankinobi

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Du hast eine Oberfläche bei der Randbedingung vergessen. Das hat aber keine so großen Auswirkungen auf die Ergebnisse.

Den Vorzeichenwechsel bei S11 und S33 kann man recht leicht erklären. Durch die Wärmeleitung kühlt sich der heiße Bereich minimal ab, der kalte Bereich wird etwas wärmer. Dadurch bekommst du natürlich aufgrund der therm. Expansion je nach Bereich Zug- und Druckspannungen.

Zu den Steps:
transient: es wird mit realem Zeitbezug gerechnet; wie Dynamik in der Strukturmechanik
steady-state: es wird ohne Zeitbezug gerechnet; Zeit ist nur ein Normierungsfaktor; wie Statik; thermisch gesehen wird das Langzeitergebnis ermittelt

Conductivity:
eigentlich immer positiv; Ergebnisse in deinem Beispiel sind vom Vorzeichen her in Ordnung

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