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Guten Tag,

Ich beschäftige mich bereits seit einiger Zeit mit den verschiedenen Bereichen der FEM Rechnung. (Moldflow, Nastran, Abaqus, spezielles Programm für Extrusion und den Hintergründen)

Aktuelle arbeite ich mit Abaqus an einem Temperatureigenspannungsproblem. (dünnwandiges Spritzgussbauteil kühlt von ~NoFlowTemperatur auf Raumtemperatur ab)
Leider hilft mir in diesem Punkt das Abaqus-Tutorial nur kaum weiter - vielleicht findet sich hier jemand, der meine Fragen beantwortet und mein Vorgehen bewertet:

Init: Über ein Predefined Field gebe ich eine Starttemperatur an
Step 1 (cool down): Ist es vernünftiger den negativen Wärmestrom über einen LoadCase oder über ein BC vorzugeben?

Gibt es die Möglichkeit ohne Berücksichtigung des Wärmestroms sämtliche Knoten simultan zu erwärmen/kühlen? Mich interessiert nur der Spannungszustand bei Raumtemperatur (deltaT ~100°C); der Abkühlvorgang selbst spielt nur eine sehr untergeordnete Rolle.

Vielen Dank für die Hilfe. Ich bin Anfänger und nehme jeden Ratschlag gerne und dankend auf.

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Du gibst die Temperaturen aus Moldflow im Modell als Initial Conditions, Type=temperature vor. Im History Teil setzt Du dann alle Knoten auf Raumtemperatur mit *TEMPERATURE. Fertig

Moldflow sollte den Spannungszustand bei 23C eigentlich kennen, braucht man doch für die Verzugsberechnung z.B.

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Ah okay, danke für diese einfache Lösung. Auf "Temperatur in History" wäre ich mit Sicherheit nicht so bald gekomemn.
Ich werde das heute noch ausprobieren.

Vielen vielen Dank für die rasche und zielführende Hilfe.

PS: Für dieses Projekt bleibe ich in der Abaqus Umgebung. Vor allem benötige ich den Temperatur-Eigenspannungszustand als Initial Condition für einen im Betrieb auftretenden Belastungszustand.

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Leider bin ich immer noch nicht weiter gekommen. Meine Vorgehensweise:

Im Init-Step bringe ich per predefined Field die Starttemperatur auf. (in °C)

Create Step 1: Static General (die Incrementation verändere ich auf mir vernünftig erscheinde Werte)
Die Endtemperatur (Raumtemperatur) bringe ich wieder mit einem predefined field auf.

Im Field Output klick ich zusätzlich zu den standardmäßig aktivierten (Stresses, Strain, Displacement, Forces, Contact) noch Nodal Temperature an.

Anschließend erstelle ich ein Mesh und starte die Berechnung. Die v.Mises Vergleichsspannung liegt im Step 1 fast überall unter 10^-13 und in manchen Bereichen bei 10^-10.

Wo liegt hier der Fehler?

Soll ich nicht doch den Weg über Interactions und BCs gehen?

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Damit sich Spannungen aufbauen können, benötigst Du eine inhomogene Temperaturverteilung zu Beginn der Abkühl-Berechnung, oder eine statisch überbestimmte Lagerung oder anisotropes Materialausdehnungsverhalten. Denkbar ist auch, dass Probleme bei den Einheiten z.B. beim Expansions-koeffizient vorliegen.

Die Verwendung von Temperatur-BCs ist nicht notwendig. Wird z.B. bei einer *Heattransfer Analyse benötigt.

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Den ersten Punkt verstehe ich nicht. Selbst eine simpler Kreisring, Kugel oder eine Scheibe entwickelen bei Abkühlung Zug- und Druckspannungen. (geometrische Hinderung der Kontraktion)

Der Expansionskoeffizient ist doch einheitenlos.

Habe ich sonst noch etwas übersehen?

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Oder braucht Abaqus einen T-Gradienten, damit die Numerik hinter dieser Berechunng anläuft?

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Wenn Du einen isotropen, statisch bestimmt oder gar nicht gelagerten Kreisring von konstant Temperatur X auf konstant Temperatur Y abkühlst werden definitiv keine Spannungen aufgebaut. Das Bauteil erfährt lediglich eine Maßänderung, die Form bleibt erhalten.

Der Expansionkoeffizient ist streng genommen nicht einheitenlos (1/K). Für einen Kunststoff liegt er je nach Faserverstärkung irgendwo im Bereich 1e-5 bis 1e-4

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Scheinbar verwendest Du Schalen. Dann erfolgt die Temperaturaufgabe an den Temperaturpunkten über der Dicke und dies wahlweise via Gradient oder diskrete WErte. Die Temperaturen kannst Du übrigens im Viewer visualisieren

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Erstmal vielen vielen Dank für deine Hilfe!!

Nein, ich habe ein ungefülltes (keine Fasern) homogenes Solid-Bauteil vorliegen.
Ja, mein alphaT liegt bei ~15*10^5.

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NeuTextdatei.txt

Im Anhang liegt ein aktuelles *.inp file.
Vielleicht findet jemand meinen Fehler mit Hilfe des Files.

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Mein Computer rechnet aktuell, aber so scheint es zumindest zu funktionieren: Ich berechne zuerst den Abkühlvorgang im Werkzeug (Wärmeübergangskoeffizient "geschätzt") in einem zweiten Durchgang berechne ich die Thermoeigenspannungen und ersetze den Cool-down-step (Heat Transfer) mit einer "Static General" Analyse. Dazu kopiere ich einfach das Modell (Nodal Temperature).

Eventuelles Feedback wird gerne gelesen und aufgenommen. (vor allem auch zum oben verlinkten inp File.

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Zum Input File: Es ist wie vermutet: isotropes Material, keine Lagerung, Konstante Temperatur und der _PickedSet4 beinhaltet vermutlich sämtliche Knoten. Spannungen wirds keine geben. Dein Bauteil wird sich durch die Abkühlung um den Faktor 395*0.00015 verkleinern.

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Ja, du hast absolut recht. Bei allseitig gleicher Abkühlung kann es in einer homogenen isotropen Scheibe zu keinen Eigenspannungen kommen.
Ich habe diesbezüglich die Physik ignoriert. (bzw. hatte ich ständig die entstehenden Abkühleigenspannungen (mittig angespritzt) zufolge Molekülorientierung(Radius)/Faserorientierung(Umfang) im Kopf)

Es ist jedenfalls ganz leicht nachprüfbar, dass Umfang und Radius eines Kreises prozentuell gleich schrumpfen.

Nochmals vielen Dank für deine Hilfestellung.

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