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  Zero - Pivot Problem am Discrete Rigid Shell Body

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Autor Thema:  Zero - Pivot Problem am Discrete Rigid Shell Body (5926 mal gelesen)
gultimore
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erstellt am: 25. Jan. 2011 12:01    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


ring_rund_eine_lamelle_druck.png

 
Situation:
Ich möchte gerne das Richten von einem ovalen Ring simulieren. Dazu soll ein Stempel Lamellen aufspreizen, die den Ring rund richten.

Ich simuliere einen viertel Ring, der ein deformierbarer Körper ist. Der Stempel ist ein discrete rigid shell Body. Die Lamelle ein deformierbarer Körper.

Im Anhang findet sich ein Bild von meinem Aufbau. Den Referenzpunkt des Stempels habe ich in alle Richtungen und Drehungen, außer in die y-Richtung, blockiert. D.h. er darf sich nur auf und ab bewegen.
Die Lamelle habe ich an der markierten Stelle genauso eingeschränkt, ausser dass diese sich in x-Richtung bewegen darf. Der Ring entsprechend der Angaben im Bild. D.h. die Symmetrieflächen und die Unterseite sind in ihre jeweilige Richtung blockiert.

Ich habe einen Surface-to-Surface Kontakt zwischen Stempel, Lamelle und Lamelle und Ring hergestellt. Jeweils nutze ich die Surface-to-Surface Discretization.

Ich rechne implizite mit einem Static General Zeitschritt. Der Ring und die Lamellen sind mit C3D8R Elementen vernetzt. Der Stempel mit diskreten rigiden Elementen.

Wenn ich jetzt die Rechnung starte, bekomme ich ständig eine Zero Pivot-Warnung am Referenzpunkt des Stempels:
Solver problem. Zero pivot when processing D.O.F. 2 of 1 nodes. The nodes have been identified in node set WarnNodeSolvProbZeroPiv_2_2_1_1_1.
Solver problem. Zero pivot when processing D.O.F. 4 of 1 nodes. The nodes have been identified in node set WarnNodeSolvProbZeroPiv_4_2_1_1_1.
...
Und nach zu vielen Versuchen bricht die Simulation dann ab.

Entsprechend der Job-Diagnostic heißt dies, das "overconstraint" vorliegt.

Ab und an habe ich es geschafft, das Abaqus meine Simulation rechnet. Dabei ist das System sehr sensibel und kleine Änderungen können die Zero-Pivot Warnung auslösen. Wenn Abaqus die Simulation rechnet, dann meistens zu Beginn mit Zero-Pivot Warnungen, bis der erste Zeitschritt sehr klein ist.
Meine bisherigen Erfahrungen: Ich habe Netzweiten und Spannungen variiert. Wenn die Spannung zu groß ist, kann die Zero-Pivot Warnung auftreten.
Der Stempel und die Lamelle brauchen eine bestimmte Netzweite. Stempel: 0.75 mm und Lamelle 0.5 mm. Der Ring kann gröber vernetzt sein.
Beim ersten Versuch hatte ich den Ring um einiges höher als die Lamelle gemacht. In diesem Fall hatte ich viel weniger Zero-Pivot Warnungen, als in dem Fall, dass der Ring genauso groß ist, wie die Lamelle.
Ich habe versucht, ein Zeitschritt einzufügen, indem ich alle Bewegungen blockiere und erst den Kontakt herstellen lasse. Im nachfolgenden Zeitschritt gebe ich die oben angebenden Richtungen frei und bringe die Last auf. Hat auch keine Verbesserung gebracht. Im Gegenteil, ab und an kriege ich dann sogar einen System Error Code 144.

Aus meinen Erfahrungen danke ich nicht, dass die Zero-Pivot Warnung ein einfaches Overconstraint Problem ist. Ich denke, um die Simulation vernünftig zum laufen zu kriegen, muss ich das Grundproblem hier verstehen. Hat jemand Tips oder ähnliche Erfahrungen und kann mir sagen, was ich verbessern muss?

[Diese Nachricht wurde von gultimore am 25. Jan. 2011 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von gultimore am 25. Jan. 2011 editiert.]

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HerrHansen
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Abaqus/CAE 6.3 bis 6.12

erstellt am: 26. Jan. 2011 08:39    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 gultimore 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo,

ich behaupte, dass der Zero Pivot daher kommt, dass du rechts gleichzeitig Boundary Condition und Kontakt auf einigen Knoten hast: u_z=0 und Kontakt zur Lamelle. Dort hast du diese eine senkrechte Kante, wo gleichzeitig BC und Kontakt definiert sind. An dieser Stelle weiß der Solver natürlich nicht, was er machen soll.
1.) Schau mal ins msg-File, ob da irgendwas von "overconstraint detected" steht. Das würde meine Behauptung stützen.
2.) Wenn overconstraint aufgetreten: Modell umbauen (konkret: die Knoten auf der Kante aus der BC rausnehmen)
3.) Irgendwie finde ich die Randbedingungen des Rings seltsam. Bist du sicher, dass das eine statisch bestimme Lagerung ist?

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gultimore
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erstellt am: 26. Jan. 2011 11:43    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

Danke, dass mit der Überlagerung der Randbedingung mit der Kontaktfläche hatte ich übersehen. Habe eine Simulation gestartet, in der ich die Lamelle gedreht habe, leider bekomme ich aber immer noch Zero-Pivot Warnungen.

zu 1.)In der msg-Datei kommt kommt die Meldung
" OVERCONSTRAINT CHECKS:
An overconstraint was detected at node 2953 INSTANCE PART-1-1."
Der Knoten 2953 der Instance PART-1-1 ist der Referenzpunkt des Stempels. Weiter hat sich die Meldung auch nicht verändert, nachdem ich die Überlagerung verändert habe.

zu 2.) Habe ich wie gesagt gemacht. Brachte kein Erfolg

zu 3.) Die Randbedingungen des Ringes stimmen. Einzig die Randbedingung an der unteren Ringseite ist zuviel. Die könnte ich reduzieren.

Nachtrag: Wenn ich diese Simulation einfach indem ich den Referenzpunkt des Stempels um x mm nach unten verschiebe durchlaufen lasse, dann habe ich überhaupt kein Problem. Erst der Druck auf die Stempeloberfläche macht Probleme

[Diese Nachricht wurde von gultimore am 26. Jan. 2011 editiert.]

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HerrHansen
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erstellt am: 27. Jan. 2011 15:21    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 gultimore 10 Unities + Antwort hilfreich

Hmm, da ist irgendwas faul. Seltsam ist, dass der overconstraint am RP des Stempels auftritt. Ich könnte mir vorstellen, dass der Zusammenhang zwischen Randbedingung für den Stempel und der definierten Kontaktfläche des Stempels zur Lamelle zu suchen ist.
Probier zuerst mal folgendes: ersetze den Druck durch eine Kraft. Das dürfte ja relativ einfach zu machen sein: du kennst ja die Oberfläche, auf den der Druck wirkt.
Dann: Die Geometrie des Stempels scheint ja recht einfach gehalten zu sein. Modelliere ihn mal als analytical rigid. Der Stempel muss dan für den Kontakt zur Lamelle der Master sein.


Nachtrag:
Du hast die Lamelle gedreht? Zielführender wäre es, wenn du diese eine senkrechte Kante des Rings (da zeigt in deinem Bild der Pfeil "Kontaktbereich: Ring-Lamelle" drauf) und die "innere" runde Kante des Rings aus der Boundary-Definition herausnimmst.

[Diese Nachricht wurde von HerrHansen am 27. Jan. 2011 editiert.]

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gultimore
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erstellt am: 31. Jan. 2011 12:31    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

Danke nochmal.

Aber an diesem Beispiel ist einiges Faul, was ich einfach nicht verstehe. Dein Tipp mit der Kraft anstatt Druck habe ich auch versucht. Dann kriege ich keine Zero Pivot Warnung, aber das Modell konvergiert nicht. "Strain Increment" ist zu groß. Gleiche Meldung erhalte ich, wenn ich den Stempel durch einen deformierbaren Körper ersetze und ein Druck aufbringe.
Wenn ich den Stempel einfach nach unten Bewege (über die Bondary Conditions), habe ich überhaupt keine Probleme.

Beim analytischen Rigid-Body kann ich kein Druck anlegen.

Ich denke, ich habe bei diesem Modell irgendwo einen Fehler eingebaut, den ich einfach nicht finde. Eigentlich sollte dies Modell ein Vorversuch für eine komplexere Rechnung sein, die ich im ersten Schuss nicht konvergierte. Als ich dann diese komplexere Rechnung nochmal aufgebaut und habe durchlaufen lassen, gabs keine Zero-Pivot Warnungen und Abaqus konnte es rechnen. Obwohl dort auch sämtliche Überschneidungen auftreten, wie in diesem einfachen Modell.

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