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Sim_aufbau.jpg Input_file.zip

Hallo Zusammen,

ich versuche aktuell den klassischen 3-Punkt-Biegeversuch zu simulieren, im ersten Schritt statisch. Leider bin ich mit Abaqus noch nicht so vertraut und meine Rechnung bricht immer ab (zu viele Versuche für ein increment oder increment size untschreitet minimum) und bringt diverse Warnungen.

Zum Versuchsaufbau (Die Inputfile ist angehängt): Das Profil, welches gebogen werden soll, ist erst mal ein simples, soll aber später (wenn die Rechnung mal steht) durch ein komplexes ersetzt werden. Der Stempel und die 2 Auflager sind als Zylinder (50 mm Durchmesser) modelliert. Die Bauteile wurden/sollen in Medina vernetzt werden und mit dem Abaqus solver gerechnet werden. Das Profil ist aus solid elements (Aluminium mit plastischem Materialmodell) und der Stempel und die 2 Auflager sind aus shell elements (Stahl mit linear elastischem Materialmodell) und durch einen Referenzknoten mit rigid body elements gekoppelt. Die Referenzknoten der Auflager sind fixiert und die Verschiebung vom Stempel habe ich durch eine Verschiebung des Referenzknotens realisiert.
Als Kontaktbedingungen habe ich surface to surface genommen und das adjusting mit tolerance 0.1. Als Kontakteigenschaft tagential, penalty und reibung mit 0.05.

Ich habe schon viel gelesen und auch viel ausprobiert, aber ich bekomme immer Warnungen und die Rechnung bricht ab.

Zu meinen Fragen:

Machen die Kontaktbedingugnen so wie sie aktuell sind Sinn?
Wo könnte ich noch was drehen bzw. versuchen, um die Rechnung zum Laufen zu bringen? (Ich weiß aktuell nicht mehr weiter)

Ich hoffe sehr, dass mir jemand weiterhelfen kann!!  

Vielen Dank vorab für eure Hilfe!!!!

[Diese Nachricht wurde von jimmy86 am 18. Mrz. 2012 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von jimmy86 am 18. Mrz. 2012 editiert.]

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Folgendes würde ich ändern:

1) Stempel und Auflager mittels RigidBodies abbilden unter Verwendung von AnalyticalSurfaces, also Zylinder mit Idealgeometrie
2) Fixierung und Führung dieser Körper über deren Referenzknoten
3) Das Anfahren der Berechnung könnte problematisch sein, da der Biegebalken anfangs lateral ausweichen kann: Zwischenschritt mit Static,Stabilize einbauen, ggf. unsymmetrischen Solver verwenden und mehr Kontakiterationen zulassen (*Controls,ANAL=DISC)
4) Symmetrien ausnutzen (Viertelung möglich)
5) Volumenelemente erscheinen mir für das Problem nicht gut geeignet. Nur ein Element über der Dicke ist i.d.R. zu wenig. Nimm S4-Schalen
6) 100er Stempelweg wird implizit schwierig. Der Träger wäre dann komplett durchgezogen
7) Kontakt benötigt in Deinem Fall evtl NOTHICKNESS-Option
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[Diese Nachricht wurde von Goldstein am 18. Mrz. 2012 editiert.]

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Input_file.zip Results.jpg warnings.jpg

Hallo Goldstein,

vielen vielen Dank für deine Antwort. Ich habe versucht deine Anregungen umzusetzen. Mehr oder weniger erfolgreich   

zu 1 und 2: habe ich gemacht.

zu 3: das Stabilisieren hab ich nicht hinbekommen. Hatte nen Zwischenstep eingebaut und stabilisieren ausgewählt, jedoch immer ne Fehlermeldung bekommen.

zu 4: Prinzipiell logisch, aber beim späteren Profil nicht anwendbar, da unsymmetrisches Bauteil/Profil.

zu 5: Habe jetzt Shell-elements genommen (quad 8).

6 und 7 verstehe ich nicht.  kannst du das noch bitte näher erklären. Danke

Zusätzlich habe ich den solver mal gewechselt: Dynamisch implizit, mit quasi-static option, time period 0.001 (start 0.0001). Er rechnet jetzt auch durch und ich bekomme ein Ergebnis (siehe Bilder) , jedoch erst nach 83 incrementen und mit einigen Warnungen. Das muss doch auch unkompliziertet/schneller gehen oder?

Macht der dynamische solver/ option mehr sinn als der statische, bei diesem Problem? oder vielleicht explizit rechnen?
Müsste ich die Zeitschritte noch verkleinern?

Das eigentliche Profil, welches ich rechnen muss, ist ein verripptes Bauteil (komplexe Geometrie). Würdet ihr es mit solid elements probieren, oder mit shell elements, was würde besser funktionieren bzw. mehr sinn machen?

Nochmals vielen vielen Dank vorab für eure Hilfe!! 

Beste Grüße

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demo.zip bieg_animation.gif

Ich habe Dein Modell mal etwas getunt. s.Anlage

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Hallo Goldstein,

vielen Dank soweit. Hab dein Modell mal angeschaut und es schaut sehr gut aus.

Ich hab jedoch folgendes Problem: Ich kann keine Symmetrie benutzen, da das eigentliche Profil, welches ich Rechnen will unsymetrisch ist.

Ich vernetze das Bauteil in Medina und mache dann daraus eine abaqus input-file, also exportiere nur das Netz. Gibt es auch eine möglichkeit das ohne Symmetrie zu rechnen???

Vielen Dank!!!

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Wo ist das Problem ? Wenn Du keine Symmetrie hast, dann nimm die volle Geometrie. Mein Modell war doch nur ein Beispiel wie man so etwas aufbauen kann

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Hallo,

also, hab mal dein Model als Vorlage genommen und alles  außer symmetrie und analytical surface) wie du gemacht. Die Rechnung läuft einfach nicht an und bricht ab (Too many attempts made for this increment). Außerdem bekomme ich die Warnung "displacement increment for contact is too big".

Liegt das daran, dass das Profil / Geometrie nicht mit genügend Randbedingungen versehen ist?

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Probier mal

*CONTACT CONTROLS, STABIL

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habs mit "*CONTACT CONTROLS, STABIL" probiert und geht auch nicht  wüsstest du noch was, was ich ausprobieren könnte?

Danke

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Jede Menge !
Poste am besten mal das Input-Deck

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shell_quad_4_forum_test.zip

Hier mal das aktuelle inputdeck. (Habs mal mit "adjust 0.1" probiert. Die Rechnung ist angelaufen jedoch mit sehr kleinen zeitschritten und sehr sehr langer rechenzeit.)

Nochmals, vielen Danke für deine Hilfe!!! 

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Also bei mir rechnet das Ding. Ergebnisse sehen vernüftig aus. 

[Diese Nachricht wurde von Goldstein am 21. Mrz. 2012 editiert.]

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rigid_v1.zip

Hallo Goldstein,

hab jetzt mal die Inputfile neu geschrieben (siehe anhang) und analytical surfaces benutzt  Die Rechnung läuft zwar, aber die Rechenzeit ist sehr lang für die wenigen shell elemente. Das müsste man doch auch optimieren können oder? Fällt dir noch was ein was ich "optimieren" könnte, um die Rechenzeit zu verkürzen (außer symmetrie)?

Besten Dank!!!!

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Grundsätzlich sind die Modelle schon recht gut. Du musst bedenken, dass sowohl Material-, geometrische als auch Kontaktnichtlinearitäten in nicht unerheblichem Ausmaß auftreten und auch berücksicht werden. Das kostet eben Rechenzeit.

Um die Berechnungen dennoch abzukürzen fällt mir folgendes spontan ein:

1) Explizit rechnen (evtl. ungenauer)
2) Analytical Rigids anstelle FE-Rigids
3) Ggf. unkritische Bereiche der Komponente mit einem linearelastischen Material versehen
4) Symmetrien nutzen
5) Quasi Newton Solver (ohne Garantie)
6) Solver Toleranzen hochdrehen (*Controls, PAram=Field ....)
7) Kontaktsurfaces so klein wie möglich anlegen
8) Probier mal S8R5 Elemente, oder besser S4R
9) Anzahl der Integrationspunkte über Dicke ist Default 5. Drei sollten ausreichen
10) Stützstellen unter *Plastic-Karte mal durchschauen. Falls Punkte kolinear entfernen.
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[Diese Nachricht wurde von Goldstein am 22. Mrz. 2012 editiert.]

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Bauteil in y-Richtung und z-Rotation statisch bestimmt lagern.
Danach die Tipps 8 & 9 überdenken.

Explicit ist mit Sicherheit schneller und nicht ungenauer. Der Anwender müsste hierbei aber einige Dinge bzgl. Quasi-Statik beachten.

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Vielen Dank für eure Tipps. Ihr habt mir echt sehr geholfen. 

Ich wollte es sowieso mal explicit rechnen lassen und vergleichen. Was müsste ich denn beachten wenn ich es Explicit rechnen will???

Das eigentliche Bauteil welches ich rechnen will ist mit solid elementen vernetzt (tetras). Da bekomm ich ne Fehlermeldung das abaqus explicit die nicht unterstützt! Welche solid Elemente wären denn da zu empfehlen?

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rigid_v2.zip

Aufgrund der expliziten Methode werden nicht alle Elemente unterstützt. C3D10M geht aber.

Für Explicit empfehle ich die entsprechenden Kapitel in Getting Started durchzugehen, sowie das Kapitel Quasi-Static.

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