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Hallo zusammen, ich habe folgendes Problem in Abaqus:
Ich soll ein Torsionsmoment auf ein Rohr aufgeben und das habe ich wie folgt versucht.
1. Ein Ende des Rohres fest einspannen
2. Das andere Ende über couplig mit einem Referenzpunkt koppeln
3. Das Torsionsmoment in den Referenzpunkt oder einen Punkt des gekoppelten Randes einleiten

Das Rohr tordiert sich auch wunderbar aber es weitet sich auch am nicht eingespannten Ende auf was meines Erachtens nicht korrekt ist. Nun versuchte ich den freien Rand mittels Boudary Conditions am aufweiten zu hindern aber leider funktioniert das nicht so richtig. Hatte schonmal jemand das gleiche Problem oder weiß auch einfach so die Lösung meines Probelms?

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Hallo jomogro,

hast Du ein Kinematic Coupling oder ein Distributing Coupling verwendet?

Beim Kinematic Coupling kann sich das gekoppelte Ende nicht deformieren, beim Distributing Coupling sollte es das tun.

Gruß,
M.

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Also ich würde hier mal spontan auf Darstellung tippen. Hast Du Perspective View on oder off? Hast du deine Verschiebungen am freien Ende überprüft? Weitet sich das Rohr tatsächlich auf oder munkelt dir die grafische Darstellung was vor?
Überprüf diese Dinge mal. M.E. ist das ein Grafikstreich.

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Danke schonmal für die schnellen antworten.
Das couplig war cinematic also sollte das richtig sein und die Perspektive kann ich auch ausschließen denke ich das die aufweitung mit und ohne Perspektive klar erkennbar ist, man sieht sie eindeutig wenn man die deformierte und die originale Struktur übereinander darstellen lässt. Ob es nur ein Darstellungsfehler ist konnte ich noch nicht prüfen, muss ich dazu für den Rand als gesonderten set einen history output erzeugen oder wie gaht das? vielen dank nochmal

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Setz bitte den Sklaierungsfaktor auf 1 und du wirst sehen, dass sich das Rohr nicht aufweitet. Wie bereits gesagt: es ist eine Täuschung der Darstellung. Wenn du über Result-->Field Output auf Displacement u gehst, dann wirst du erkennen, dass sich das Rohr nicht aufweitet.

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Hallo, habe es überprüft und es ist eindeutig eine ansteigende Aufweitung von der Einspannung hin zum freien Rand zu erkennen (Radiaverschiebung nimmt zum freien Rand zu), bei einem Skalierungsfaktor von 1 erkennt man natürlich keine Aufweitung mehr, da die Verschiebungen zu klein sind um sie auf dem monitor darzustellen. Die daten meines Rohres sind Durchmesser 60mm, Höhe 50mm Wandstärke 1mm, Material Stahl.
Allerdings sind die Radialen Aufweitungen ca. um den Faktor 500 kleiner als die tangentiale Verschiebung der Punkte. Könnte evtl. nichtlineare Rechnung helfen? Hilfe !!!

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Hallo, habe es überprüft und es ist eindeutig eine ansteigende Aufweitung von der Einspannung hin zum freien Rand zu erkennen (Radiaverschiebung nimmt zum freien Rand zu), bei einem Skalierungsfaktor von 1 erkennt man natürlich keine Aufweitung mehr, da die Verschiebungen zu klein sind um sie auf dem monitor darzustellen. Die daten meines Rohres sind Durchmesser 60mm, Höhe 50mm Wandstärke 1mm, Material Stahl.
Allerdings sind die Radialen Aufweitungen ca. um den Faktor 500 kleiner als die tangentiale Verschiebung der Punkte. Könnte evtl. nichtlineare Rechnung helfen? Hilfe !!!

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War NLGEOM nicht aktiviert?

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Ja wars nicht, hab jetzt aber mal mit Nlgeom an und increment size 0.1 probiert, das problem is aber nach wie vor das gleiche. war weiß rat?

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Vermutung ins Blaue:

Vielleicht zeigst du die Ergebnisse im default-Csys an und nicht in einem Polarkoordinatensystem?!?

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==  Dingsen  ==
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leider nicht, bei transformations in zylinderkoordinaten sieht man anhand des Farbverlaufes eindeutig dass sich das rohr in radialer richung aufweitet.

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Das klingt wirklich eigenartig.
Was fuer ein Material verwendest du? Ist deine Querkontraktionszahl eventuell negativ?

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==  Dingsen  ==
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Stahl
E-Modul 210000
Querkontraktion 0.3 , also positiv

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Zitat:

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Original erstellt von jomogro:
[...]Das couplig war cinematic also sollte das richtig sein [...]

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Vorsicht! Beim Kinematic Coupling bringst Du eine Zwangsbedingung auf, die die Verwölbung des Rohres beeinflusen kann. Wenn Du z.B. den Freiheitsgrad in Längsrichtung des Rohres mit im Coupling hast, verhinderst Du eine Verwölbung eben in Längsrichtung. Schau mal, ob nicht das Distributing Coupling das gewünschte Ergebnis liefert.

Gruß,
M.

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Ein Kreisringquerschnitt ist woelbfrei.
Das kann also nicht der Fehler sein.

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==  Dingsen  ==
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stimmt allerdings. es soll wohl daran liegen, dass das programm nach aufselen der steifigkeitsmatrix die last aufgibt und dann die knoten entsprechend verschiebt, da dies auf geraden geschieht und nicht auf einer kreisbahn wandern die knoten bei der verdrehung nach außen da sie sich auf der tangente bewegen und sich somit von der mittelachse entfernen. was haltet ihr davon? könnte es das sein?

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Da scheint mehr im Argen zu liegen.
Ich selbst muss dieses Problem auch loesen, aus verschiedenen Gruenden.

Wenn wir das gemeinsam anpacken, dann steigen wir auch noch hinter die Sache.
Lies dir bitte im Manual folgende Kapitel durch:
29.1.1 => Der Ueberblick ueber die verschiedenen Kopplungen.
29.2.3 => Hier findest du das Kinematic Coupling im MPC-Kontext.
29.3.2 => Hier ist eine surface-based Variante zu finden.

Ich bin noch am "Verstehen". Scheint nicht ganz einfach zu sein. Ich hab nun schon einige Rechnungen gemacht und dabei auch auf lokale Zylinderkoordinaten geachtet. Also auch die Lasten und die BCs in dem lokalen Csys definiert. Auch mal nlgeom an und dann wieder aus. Eine Passage im Manual weist auf freie radiale Bewegung bei Verwendung der constraints in nichtlinearen Steps hin, aber dann sollte das bei einer linearen Rechnung nicht auftreten.
Weiterhin kommen mir Rechenabbrueche spanisch vor, welche genau dann auftreten, wenn ich MPC Option Beam waehle und den Ref-Point mit einem Moment beaufschlage. In meinem Verstaendnis hat ein Balken die Moeglichkeit von rotatorischen DOFs. Ploetzlich kann ich kein Moment aufbringen, weil der DOF "inactive" ist. Wie das denn???

Entweder ich hab hier grundlegend was falsch verstanden, oder aber irgendwas anderes. Bis morgen werde ich versuchen, auf einer anderen Plattform (evtl. MARC oder ANSYS) ein identisches Vorhaben zu realisieren. Dann koennen wir besser vergleichen und evtl. einige Fehlerquellen ausschließen.

Wenn du noch was erreichst, dann poste es bitte.

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==  Dingsen  ==
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Grafik1.png

Also meiner Meinung nach rennt ihr im Dunkeln rum! Wie ich es schon weiter oben erklärt habe, ist es lediglich ein Grafikproblem!!
Woher soll denn das FE-Programm wissen, dass es sich um reine Torsion handelt und die Knoten sich auf Kreisbahnen bewegen? Anbei mal eine kleine Skizze, damit man sieht, was das Programm überhaupt macht. Abhilfe würde ich eine nicht-einheitliche Skalierung schaffen.

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U2_Bieg.png

Zitat:

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Original erstellt von jomogro:
stimmt allerdings. es soll wohl daran liegen, dass das programm nach aufselen der steifigkeitsmatrix die last aufgibt und dann die knoten entsprechend verschiebt, da dies auf geraden geschieht und nicht auf einer kreisbahn wandern die knoten bei der verdrehung nach außen da sie sich auf der tangente bewegen und sich somit von der mittelachse entfernen. was haltet ihr davon? könnte es das sein?

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So, ich hab das eben mit Kollegen besprochen.
Die Aufweitung ist quasi "normal", da wir hier ueber lineare Theorie sprechen. Im Grunde liegt es an der Kopplung, welche stets (außer bei General MPC ueber Subroutine) lineare Gleichungen definieren. Die Definition der Verschiebungen aus der linearen Theorie liefert halt nur verlaessliche Werte fuer hinreichend kleine Verdrehwinkel (kleiner als 5 Grad). Das mit den Geraden und Tangenten, was du erwaehntest, stimmt demnach. Die radiale Aufweitung ist also fuer entsprechend kleine Verdrehungen zu vernachlaessigen. Schlimm ist, dass auch bei sehr langen Staeben, Wellen oder Rohren dieser Effekt auftritt, obwohl lokal durchaus kleine Schubverzerrungen auftreten und somit je nach Laenge des Gesamtmodells recht große Verdrehwinkel zwischen den Deckflaechen auftreten koennten.
Die nichtlineare Rechnung hilft hierbei auch nicht wirklich, da die Definition der Kopplung noch immer lineare Equations fuers Gesamtgleichungssystem bereitstellt.

Dasselbe Problem hat man bei Biegung. Leitet man auch hier das Biegemoment als reines Moment in einen Ref-Point, dann wird der Querschnitt groeßer. Wie gesagt deshalb, weil die Verschiebungen der slave-Knoten aus den Verschiebungen des Referenzpunktes ueber lineare Gleichungen ermittelt werden. Im Anhang findet man eine stark ueberhoehte Darstellung eines Biegefalles.

Ausweg ist hier also:
Nichtlinear rechnen und dabei die Kopplung ueber eine Subroutine General Multi-Point Constraints zu definieren. Da kann man wohl nichtlineare Kopplungsbeziehungen definieren. Das habe ich selbst nicht probiert und habe ich in naher Zukunft auch nicht wirklich vor.

Falls du das austestest, dann waere ich allerdings sehr erfreut, wenn ich davon profitieren koennte.

Viel Erfolg schonmal und vor allem natuerlich bestes Gelingen.

Grueße

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==  Dingsen  ==
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Die Ergebnisse bei der Verwendung von Kinematic Coupling und Rigid Bodies als Koppelbedingung sind korrekt. Lediglich die Darstellung bzw. Umrechnung der Verschiebungen in ein zyl. Koordinatensystem erzeugen bei größeren Rotationen diese Abweichungen.

Zum testen könnt ihr ja gerne mal einen oder mehrere Connectoren ohne Zwänge als Messfühler zwischen gegenüberliegende Knoten eures Rohres spannen und dann die Relativverschiebung im Connector auswerten.

[Diese Nachricht wurde von Mustaine am 19. Mai. 2009 editiert.]

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Rohr1.png Rohr2.PNG

Irgendwie lässt mich das Thema nicht wirklich los. Ich finde es schon sehr merkwürdig, dass FE genutzt wird, ohne das offensichtlich die Grundekenntnisse der Mechanik beherrscht werden. Rohr unter Torsion wird sich niemals aufweiten (nach linearer Theorie). Und das sieht man auch, wenn man die Ergebnisse im Visualizer richtig interpretiert. Habe mal selbst so ein Rohr gebastelt und siehe da: es weitet sich nichts auf!!! Obwohl die Grafik einem das vortäuscht (Betonung liegt auf VORTÄUSCHT  ) Erklärung hierfür, habe ich bereits weiter oben gegeben.

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Ich bin schon der Meinung, dass ich etwas von Mechanik verstehe.
Mich wuerden die Ergebnisse interessieren, wenn du mal ein stark ueberhoehtes Torsionsmoment aufbringst. Klar verletzt man dann die lineare Theorie, das FE Programm weiß das aber nicht. Der PC ist ja bekanntlich immer nur so dumm/klug wie der Nutzer selbst.

Bitte rechne mal mit folgenden Materialwerten:
E=1000 MPA (isotrop, linear elastisch) und nu=0.0

Ich hatte einen Rundstab mit Radius R=1 und Laenge L=10 mit quadratischen C3D20 Elementen gerechnet. Meine MPCs ueber BEAM-Option auf alle Stirnflaechenknoten aufgebracht und verschiedene Momente in den Referenzpunkt eingeleitet.
Dass ich Skalierungsfehler im viewer beachten muss, ist mir schon klar.

Probier es mal bitte aus und zeig mir die Bilder (wenn moeglich aber bitte in Paralleldarstellung und nicht perspektivisch); danke im Voraus.

Nicksen

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==  Dingsen  ==
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Rohr_neu.PNG

So hab dat jetzt nochmal gerechnet. Aussenradius da=1m, Innenradius di=0,95m, Länge l=10m. Material: E=1000MPa; nü=0,0. Torsionsmoment Mt=10000Nm.
Ich erhalte erneut keine Aufweitung...

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TorsVglM20.tif.zip

Naja, fragt mich mal.

Im Anhang meine Bilder. MPC mit BEAM auf alle DOF; Skalierung 1, keine Perspektive; kurzer Rundstab.

Ist mir fast ein wenig peinlich, aber fuer die Bilder, welche ich vor kurzem ansprach, hab ich wirklich Zeugen.

Wie dem auch sei:
Keine Aufweitung, bzw. im vernachlaessigbaren Bereich. Die Bilder zeigen U_1 und U_2 im Zylinder-Koordinatensystem.

Wenigstens sind wir uns hier wieder einig.
Nix fuer Ungut.

und Grueße
vom Nicksen

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==  Dingsen  ==
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Hey Leut,

ich habe eure Diskussion sehr interessiert gelesen. Anstatt einen Hohlzylinder habe ich die selben Berechnungen jetzt mit einem Rundstab gemacht. Die Aufweitung nimmt zum freien Ende hin zu. Was mache ich falsch?? .. Danke schon mal!

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NLGeom aktiviert?

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Danke! für dich Nachricht. Mir sagt das leider nichtŽs!Klär mich bitte auf ---

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Zum Berücksichtigen von geometrischer Nichtlinearität.
Die Option findet man in der Step-Definition.

Siehe auch:
Getting Started with Abaqus - Interactive Edition: 8. Nonlinearity
Abaqus/CAE Manual: 14.3.2 Linear and nonlinear procedures

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Vielen Vielen Dank!!

Noch ein Problem: Ich will einen Biegebalken berechnen (alles Solid-Elemente), der auf einer Seite mit mit einer Spannvorrichtung eingespannt ist. Die Spannkraft bringen zwei Schrauben auf. Die dafür vorgesehen Bohrungen sind nun ebenfalls im Modell abgebildet. Wie simuliere ich jetzt am Besten eine Schraube bzw. deren Eigenschaften? .. wenn Dir dazu was einfällt?? --

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Und noch ein Problem... was könnte ich gegen diesen Error machen: Too many attempts made for this increment. ??

Das kommt bei meinen Berechnungen ab und zu vor. . . . DANKE!!

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Stark vereinfachte Schrauben kann man mit Couplings+Balken/Connectoren abbilden.

Deine Rechnung konvergiert nicht. Was das genau bedeutet steht in dem bereits erwähnten Getting Started.

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Hey hey,

vielen Dank, jetzt hab ich mich in der Hinsicht auch eingelesen. Nun noch ein Problem.

Ich habe einen 3-Punkt-Biegeversuch modelliert mit Auflager(Kontaktflächen zur Biegeprobe). Diese Über Surface-to-Surface definiert, Tangential reibungslos und Normal dazu "Hard-Contact. Die Last bringe ich in der Mitte über eine Kraft auf einen Referenzpoint auf, der mit einigen Knoten in der Mitte(über die gesamte Breite des Balkens) kinematisch gekoppelt ist. Das Modell lief auch schon durch, nun jetzt kommt leider immer folgende Fehlermeldung:

Whenever a translation (rotation) dof at a node is constrained by a kinematic coupling definition the translation (rotation) dofs for that node cannot be included in any other constraint including mpcs, rigid bodies, etc.

MPCS (EXTERNAL or INTERNAL, including those generated from rigid body definitions), KINEMATIC COUPLINGS, AND/OR EQUATIONS WILL ACTIVATE ADDITIONAL DEGREES OF FREEDOM

Boundary conditions are specified on inactive dof of 34 nodes. The nodes have been identified in node set WarnNodeBCInactiveDof.

There are 2 unconnected regions in the model.

Kannst du mir da vielleicht weiterhelfen?? Ich habe schon einiges probiert,leider ohne Erfolg....

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Für mich sehen die Meldungen eher nach Warnungen aus. Wenn man überprüft dass diese Situation ok sind, dann ist das kein Problem.

[Diese Nachricht wurde von Mustaine am 18. Apr. 2013 editiert.]

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Hallo,

du hattest vollkommen recht!! Eine andere Warunung, wo ich nicht genau weiß, was ich verändern sollte:
Slave node 14 instance spannteil-1 will not be tied to the master surface assembly_cp-12-part-4-2. The distance from the master surface is greater than the position tolerance value.

Kann mir jemand helfen?? ..

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oder wie ich diese meldung eliminieren könnte??

Displacement increment for contact is too big.

DANKE

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Erstere Meldung ist ja klar, die Knoten sind zu weiter voneinander entfernt als der voreingestellte Toleranzwert. Schau doch mal nach, welche Knoten das genau sind und ob zwischen diesen beiden überhaupt eine Tie-Verbindung hergestellt werden soll. Abhilfe könnte die Erhöhung des Toleranzwertes bringen, oder eine verbesserte Modellierung der Bauteilgeometrie...

Die zweite Meldung ist eigentlich bedeutungslos, wenn danach Konvergenz erreicht wird. 

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Zitat:

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Original erstellt von Tobias1982:
Erstere Meldung ist ja klar, die Knoten sind weiter voneinander entfernt als der voreingestellte Toleranzwert. Schau doch mal nach, welche Knoten das genau sind und ob zwischen diesen beiden überhaupt eine Tie-Verbindung hergestellt werden soll. Abhilfe könnte die Erhöhung des Toleranzwertes bringen, oder eine verbesserte Modellierung der Bauteilgeometrie...

Die zweite Meldung ist eigentlich bedeutungslos, wenn danach Konvergenz erreicht wird. 

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Danke dir!

Also an der Modellierung kann es nicht liegen. Ich verbinde über ein tie eine schraube mit 8 mm Durchmesser mit einem Sackloch von ebenfals genau 8 mm Durchmesser. Wie könnte ich denn die von dir gemeinte Toleranz erhöhen?

Grüße

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In der Eingabemaske des Tie-constraints kannst du den Toleranzwert ganz einfach manuell eingeben.

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Hallo Zusammen,

ich versuch gerade mein Modell für das meshen zu partitionieren... dabei habe ich schiefe ebenen.. es müsste doch eigentlich möglich sein, diese zu trennen, oder? ich bekomm es irgendiwe nicht hin. das ist mein stand. Kann mir bitte jemand helfen, wie ich bei dem Konstrukt die partitionen hinbekomme? .. Vielen Dank!

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