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  StahlbetonBalken mit SchalenElementen und REBAR Layer Funktion / verschmierte Beweh.

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Autor Thema:   StahlbetonBalken mit SchalenElementen und REBAR Layer Funktion / verschmierte Beweh. (2456 mal gelesen)
  
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MMM1987
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erstellt am: 25. Nov. 2011 09:37    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

Hallo,

ich arbeite momentan an meiner Diplomarbeit, und bräuchte fachlichen Beistand.

Ich habe ein Problem mit Abaqus und weiß nicht ob der Fehler an meiner Eingabe oder an der Komplexität der Gleichungslösung liegt.

Ich möchte einen Stahlbeton Balken im "4 Punkt Biegeversuch" sowohl lastgesteuert wie auch weggesteuert untersuchen.
Ich verwende "Concrete Smeared *****ing" als nichtlineares Materialverhalten von Beton.
Hierbei liegt die Besonderheit im Zugverhalten von Beton.
Bis zu einem gewissen Niveau kann Beton linear Zugspannungen aufnehmen, nach erreichen dieser Grenzzugspannung fällt die Spannung mit zunehmender Dehnung auf den Wert 0 wieder ab.

Ich verwende hierfür S4,S4Rund S8R Elemente.
Über die Section Funktion kann ich den ShellSections über die Rebar Layer Funktion Bewehrung verschmiert eingeben(Längs und Bügel)
um die Bügel verschmiert abbilden zu können habe ich die Sections in die x-y Eben gelegt.
Die Belaste wird auch in dieser Ebene aufgebracht. Also werden die Schalenelemente in ihrer Ebene belastet.

Wenn ich als Wegverschiebung 0,0375m in den Drittelspunkten aufgebe findet das Programm eine Lösung, welche auch plausibel und richtig erscheinen.
(Vergleich mit Versuchsergebnissen am realen Bauteil)
Gebe ich weniger Wegverschiebung auf z.B. 0,022m oder 0,019m so bricht die Berechnung ab
Jedoch mit 0,02m wird wieder eine Lösung gefunden.
Es ist somit ein "Glückspiel" einen entsprechenden Lastwert zu finden der zur Lösung führt.

Woran kann das liegen?

Das gleiche passiert wenn ich lastgesteuert belaste.
0,06MN und 0,07MN Last führen zum Abbruch.
Jedoch mit einer deutlich höheren Last von 0,1205MN findet Abaqus eine Lösung.

Liegt es an meiner Elemetwahl dass die Berechnungen so instabil sind?
Gibt es bessere Elemente?
Gibt es eine andere Variante verschmierte Bewehrung zu modellieren?

Vielen Dank

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Goldstein
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erstellt am: 25. Nov. 2011 13:04    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 MMM1987 10 Unities + Antwort hilfreich

Kann jetzt auch nur mutmaßen: Du rechnest mit Kontakt, mit Concrete Smeared *****ing (unbekannt) und möglicherweise mit NLGEOm. Also das volle Programm an Nichtlinearität. Veränderst Du nun den Startvektor verläuft die Berechnung auch anders und ein divergenter Verlauf kann möglich sein.
Ob es an Deinem Modell hängt kann man auf Basis Deiner Angaben oben nicht bewerten. Lade mal das msg-file von einem Abbrecher hoch......

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MMM1987
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erstellt am: 28. Nov. 2011 09:12    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


Abbruchmsgfile.txt

 
Richtig, mit NLGEOm.
Kontakt brauche ich keinen modellieren, da ich nur einen part erstellt habe, welchem über die Rebarlayer funktion mehrere materialeigenschaften zugeteilt werden können.
also beton und Stahl.

obere und untere Section des parts: Rebarlayer als Längesbewehrung mit bestimmter Fläche, orientierungswinkel 0°
mittlere Section Bügelbewehrung mit orientierungswinkel 90°

im anhang die msgfile des abbrechers

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Goldstein
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erstellt am: 28. Nov. 2011 09:44    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 MMM1987 10 Unities + Antwort hilfreich

Wie Du einen 4 Punkt Biegeversuch ohne Kontakt hinbekommst würde mich interessieren.

Sieht so aus, als ist Dein Materialgesetz fishy. Von hier schwer zu sagen. Vielleicht sind die Fließflächen nicht konvex o.ä...........

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Tobias1982
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erstellt am: 28. Nov. 2011 16:11    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 MMM1987 10 Unities + Antwort hilfreich

Was meinst du mit Kontakt, Goldstein?

Kontakt zwischen Bewehrung und Beton wird in der Rebarfunktion doch vom Programm als idealer Verbund definiert. Eine Kontaktdefinition ist hier also nicht nötig.

Die Lager und Lasteinleitungen wurden vermutlich als punktuelle Lager definiert. Dann braucht man auch hier keinen Kontakt.

Die Lager und Lasteinleitungen realistisch - d.h. mehr oder weniger wie im Versuch - zu modellieren, würde allerdings vielleicht zu einer verbesserten Konvergenz führen. Dann käme man um eine Kontaktformulierung vermutlich nicht herum.

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Goldstein
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erstellt am: 28. Nov. 2011 16:39    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 MMM1987 10 Unities + Antwort hilfreich

Beim 4 Punkt Biegeversuch hat man zwei Auflager und zwei Stempel, welche auf den Prüfling drücken. Insgesamt gibt es also 4 Kontaktstellen, wenn man es richtig modelliert. Grundsätzlich kann man natürlich auch einzelne Knoten nehmen und diese punktlagern oder mit verschiebungen beaufschlagen. Ist halt ungenauer, und lokal landet man dann u.U. bei Belastungen, unter denen das verwendete Materialgesetz versagt......

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MMM1987
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erstellt am: 28. Nov. 2011 21:12    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

ich habe bei meinem modell jeweils am balkenende die unteren eckpunkte als lager definiert und in den drittelstellen jeweils einen punkt am oberen und unteren rand weggesteuert nach unten gezogen.

also bisher nichts mit kontaktplatten.
sollte ich wohl auch mal versuchen.

auffällig ist bei meiem modell auch:
dass nur die gröbste vernetzungsvariante (3 elemente über die höhe, je lage ein element(obere lage: druckbewehrung im beton, mitte: bügel im beton, untere lage:Zugbewehrung im beton)) zu lösungen führt.

wobei die s4r elemente dabei die laborergebnisse quasi exakt treffen. (aber wie oben schon geschrieben nur wenige startvektoren zu ende gerechnet werden  ....zu wenige....

wenn ich mehr elemente benutze bricht die berechnung immer beim auftreten der ersten risse ab.

danke für die antworten!!!

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JakobW
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Abaqus 6.11-2

erstellt am: 27. Jun. 2012 13:57    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 MMM1987 10 Unities + Antwort hilfreich


Lasteinleitung.jpg

 
Hallo Goldstein,
wie würdest du denn den Kontakt zwischen dem Bauteil und einer Lasteinleitungsplatte definieren? Ich habe dies in einem "großen" $-Punkt-Biegeversuch. Dort lagen im Lasteinleitungsbereicht jeweils ein in Mörtel gebetteter verstärkter HEB-Träger. (siehe Bild)

Besten Dank und viele Grüße

[Diese Nachricht wurde von JakobW am 27. Jun. 2012 editiert.]

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Goldstein
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erstellt am: 27. Jun. 2012 15:54    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 MMM1987 10 Unities + Antwort hilfreich

Wenn ichs richtig verstehe ist das rote Teil einer der Stempel über den die Last in die fette Betonplatte appliziert wird. Als Zwischenmedium kommt scheinbar frischer Mörtel zum Einsatz. Als Fachfremder erwarte ich, dass sich über die Breite des Trägers ein bestimmtes Druckprofil einstellt (Am Rand verschwindender Druck, da der Mörtel seitlich ausweichen kann; in der Mitte entsprechend höherer Druck). Vermutlich ist das Druckprofil unbekannt, ich würde irgendetwas Sinusartiges unterstellen. Unklar ist, ob die erwarteten Verformungen so groß sind ,dass der Träger im Wesentlichen nur noch auf einer Kante aufliegt, also reine Linienlast........

Für den Fall, dass die Verformungen nur sehr klein ausfallen halte ich eine Kontaktmodellierung, wg. des Zwischenmediums Mörtel, nicht für angebracht. Ich würde den Mörtel durch eine aufgeklebte weiche Schicht approximieren (deren Materialparameter geeignet zu tunen sind), die dann die erwartete Pressung in etwa erzeugt. Für den Fall großer Verschiebungen (Linienlast) würde ich diese weiche Schicht nicht aufkleben, sondern einen simplen SmallSlidung Kontakt einbauen.

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JakobW
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Abaqus 6.11-2

erstellt am: 27. Jun. 2012 16:15    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 MMM1987 10 Unities + Antwort hilfreich

Richtig, das ist der "Stempel" über den die Kräft eingeleitet werden. Oben drauf kam ein großer Stahlträger, der in der Mitte gedrückt wurde und somit ein 4-Punkt-Biegezugversuch umgesetzt wurde. Die aufgeschweißte Rolle oben auf sollte dem großen Stahlträger eine Verformung ermöglichen, ohne dass diese Auswirkung auf die darunter liegenden Bauteile hat.
Der Mörtel ist in diesem Fall noch weich, konnte allerdings etwas aushärten. Der Grund war, damit die Last gleichmäßiger in die Platte eingebracht werden kann. Während der Lasteinleitung konnte sichtlich keine Veränderung der Mörtelschicht festgestellt werden. Somit dürften die Verformungen sehr klein ausfallen. Die Lasteinleitung sollte damit vergleichmäßigt werden, da die Stahlträgerunterseite mit der rauen Betonoberseite nicht planparallel verlaufen.
Wie "klebst" du denn so eine Mörtelschicht an? Mit Tie? Damit wäre es starr verbunden, wenn du das meinst. Die Lasteinleitung bringe ich aktuell über einen Punkt mit "Coupling" ein. Dabei ist der Punkt mit der Fläche verbunden, die von dem roten Stahlträger gedrückt wird. Alle Richtungen x, y und z sind gekoppelt.

Ein etwas anderes aber ähnliches "Problem" habe ich an der Auflagerseite, siehe Bild. Dort liegt der Betonbalken auf einem sich drehenden Rollenauflager, dazwischen liegt eine Stahlplatte. Diese Stahlplatte soll Singularitäten und Abplatzungen am Beton verhindern und eine gleichmäßige Auflagersituation schaffen. Bisher bin ich davon ausgegangen, dass die Stahlplatte fest mit dem Betonkörper verbunden ist (keine Verschiebung) sondern sich die Stahlplatte über das Rollenlager hinweg bewegt und verschiebt. Eine Behinderung der Auflagerverdrehung ist damit nicht gegeben. Aktuell habe ich "Hard Contact" und "frictionless" dort eingegeben, möchte aber ein möglichst realitätsnahes Modell anpeilen, welches die Reibung zwischen den beiden Stahlplatten betrachtet. Würdest du das tangentiale Verhalten über einen "Friction Coeff" machen?

Danke für die schnell Antwort

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Goldstein
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erstellt am: 27. Jun. 2012 16:40    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 MMM1987 10 Unities + Antwort hilfreich

Die Frage ist für mich, ob sich während der Lastaufbringung die Hebelverhältnisse massiv ändern (Übergang Flächenpressung zu Kantenpressung) und dies das Ergebnis verfälschen kann. Wenn dem nicht so ist, dann ist Dein Ansatz mit dem Coupling eigentlich ok.

Wenn die Auflageseite als Rollenlager abgebildet ist, wo soll dann die Reibung zwischen den Stahlteilen herkommen ?

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JakobW
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erstellt am: 27. Jun. 2012 16:51    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 MMM1987 10 Unities + Antwort hilfreich

Ich hatte mich etwas falsch ausgedrückt, es ist eine Rundung, über die diese Stahlplatte drüber rutschen kann, ähnlich wie oben. Die Reibung entsteht dann zwischen Platte und Linienlager (feste Rolle)! Sonst hast du natürlich recht, wenn sich das Teil gedreht hätte, würde keine Reibung vorhanden sein.

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