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  Probleme bei Symmetrie-Randbedingung

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Autor Thema:   Probleme bei Symmetrie-Randbedingung (3251 mal gelesen)
  
Die Gewinne der Zukunft werden mit intelligenten, autonomen Elektrofahrzeugen eingefahren. (3DEXPERIENCE)
thommescan
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TEST_4mm.inp.txt


BCs.jpg

 
Guten Morgen zusammen,

meine Aufgabe ist es eine verformbare, zweikomponentige Walze (Guss-Kern und Kunststoff-Belag)in einem ersten Schritt gegen eine unverformbare Fläche (Rigid)zu drücken und diese dann in einem zweiten Schritt mit einem Moment zu belasten.

Um Rechenzeit einzusparen wird für die Simulation nur der belastete Walzenausschnitt (ca. 90°) modelliert. Die Belastungen (Concentrated force und Moment)werden auf eine RP im Drehzentrum der Walze aufgebracht und über ein kinematic coupling mit der Innenfläche der Walze verbunden.
Die Berechnung läuft ohne Probleme durch und bringt auch die erwarteten Ergebnisse.

Nun möchte ich durch eine Symmetriebedingung (XSYMM) das Modell weiter vereinfachen und die Rechenzeit weiter verkürzen (Beim Rest des Simulationsmodelles ändert sich nichts). In der beigefügten Abbildung wird das bereits in der Y-Z-Ebene geschnittene Modell dargestellt.
Die Symmetriebedingung sorgt jedoch dafür, dass die Simulation nicht mehr durchläuft und es zu Problemen im Randbereich der Kontaktdefinition und im Randbereich des Couplings (jeweils an der Symmetrieebene) kommt. Folgende Warnungen werden ausgegeben. 

***WARNING: DEGREE OF FREEDOM 1 HAS BEEN ELIMINATED AT NODE 389 INSTANCE
            P450_440_R6-1-1 BOUNDARY CONDITION TYPE XSYMM MAY NOT BE APPLIED
            AT THIS NODE

Ich interpretiere das als Überbestimmtheit der Randknoten der Kontaktbedingung (Tie N2S Kontakt mit Adjustment Zone), wodurch die Symmetriebedingung nicht angewendet werden kann.

Eine weitere Warnung, die durch die Symmetriebedingung hervorgerufen wird, bezieht sich auf die Randknoten der Coupling-Bedingung (Kinematic mit constrained dof 1-6) und lautet wie folgt:

***WARNING: DO NOT CONSTRAIN THE TRANSLATION DEGREE OF FREEDOMS OF NODE 14582
            INSTANCE P450_440_R6-2-1 ON THE SLAVE SURFACE
            ASSEMBLY_P450_440_R6-2-1_PU_INNEN THAT IS BONDED OR TIED TO THE
            MASTER SURFACE ASSEMBLY_P450_440_R6-1-1_RK_AUSSEN. CONSTRAIN THE
            MASTER SURFACE NODES INSTEAD.

Diese Warnung gibt mir vor, dass ich unter der gegebenen Symmetriebedingung die translatorischen dof (dof 1-3)nicht einschränken soll. Meines Erachtens nach würde das jedoch zu einer Unterbestimmtheit des Systems führen, was wiederum Probleme bei der Berechnung mit sich bringen würde (Versuche mit freigelassenen dof 1-3 brachten keine Verbesserung bei der Berechnung).

Bei meinen bisherigen Berechnungen mit Abaqus sind vor allem an den Randknoten diverser Randbeindungen schon des Öfteren Probleme mit der Überbestimmtheit der Knoten aufgetreten (Stichwort Zero Pivot).

Könntet ihr euch bitte mal meine INPUT-DAT durchschauen und mir sagen, ob ich bei der Symmetriebedingung irgendetwas Grundsätzliches falsch mache, oder mir ein paar Tipps geben, wie ich die Berechnung trotz Symmetriebedingung zum Laufen bekomme?
Ist bei der Kontaktdefinition zwischen Kunststoff und Guss irgendetwas falsch definiert, oder sind die Fehler hauptsächlich auf das Coupling zurückzuführen? ... oder müssen beide Bedingungen angepasst werden.

Habt ihr mir vielleicht noch weitere Tipps, wie ich die Rechenzeit der Simulation noch weiter heruntersetzen könnte?

Ihr würdet mir sehr weiterhelfen.
Vielen Dank schonmal...

Mit freundlichen Grüßen
Thomas 


   

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Goldstein
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erstellt am: 23. Apr. 2012 11:10    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 thommescan 10 Unities + Antwort hilfreich

1) Du solltest Dein Problem im zylindrischen Koordinatensystem formulieren (*Transform)
2) alle Schnittflächen der Walze sind mit Symmetriebedingungen zu versehen
3) Zwischen den beiden Walzenkomponenten gibt es scheinbar nur Kontakt und keine Haftung. Gewollt ?
4) Unsymmetrischen Solver verwenden (*STEP,UNSYMM=YES)

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thommescan
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erstellt am: 23. Apr. 2012 15:56    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 Goldstein,

danke für deine schnelle Antwort.

zu 1.) eine Formulierung mit einem zylindrischen Koordinatensystem werde ich für zukünftige Projekte dieser Form auf jeden Fall umsetzen. Dazu muss ich mich noch genauer zu diesem Thema einlesen.
Zur Abbildung der Symmetriebedingung wird diese Koord-Sys ja nicht zwingend benötigt.
Wirkt sich die Transformation in ein zylindrisches Koord-Sys auch auf die Rechenzeit der Simulation aus?

zu 2.) Hast du dir die Input-Datei angeschaut? Ich bin der Meinung, dass ich alle Schnittflächen bereits bei der Symmetriebedingung ausgewählt habe. Habe ich da noch irgendetwas falsch definiert?

zu 3.) Die Kontaktflächen der beiden Walzenkomponenten wurden über Tie adjusted surfaces Verbunden. Die beiden Kontaktpartner sind somit miteinander verklebt. Diese Kontaktdefinition sollte sich eigentlich nicht negativ auf die Symmetriebedingung auswirken, oder? Wie müsste ich den Kontakt deiner/eurer Meinung nach definieren, damit die Probleme im Randbereich der Kontaktzone ausgeräumt werden können.


Meines Erachtens nach sollte das Problem mit der Symmetriebedingung über eine Veränderung der Randbedinungen oder des Couplings bereits behoben werden können. Ich habe bisher jedoch leider noch nicht rausgefunden, was bei meiner Simulation noch falsch definiert wurde.

Wenn diese Probleme mit der Symmetrie behoben sind, sollte das Modell in Bezug auf die Rechenzeit weiter optimiert werden (hier könnte dann evtl. der unsymmetrische Solver weiterhelfen)

Beste Grüße
Thomas

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Goldstein
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erstellt am: 23. Apr. 2012 17:39    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 thommescan 10 Unities + Antwort hilfreich

Du hast nur ein Segment der Walze abgebildet. Konsequenterweise müssen dann alle Schnittflächen in irgendeiner Form behandelt werden. Dies ist nur in axialer Richtung geschehen, nicht aber auf den "tangentialen" Schnittflächen. Evtl. ändert dies am Ergebnis wenig, kann ich aber erstmal nicht beurteilen. Eine Abbildung in zylindrischen Koordinaten halte ich weiterhin für sehr angeraten.
Statt der Drehmomentbelastung der Walze würde ich stattdessen über eine äquivlaente Kraftbelastung der rigiden Ebene nachdenken.
Den Tied-Kontakt habe ich übersehen, scheint ok so. Ich würde *TIE verwenden.
Die Slave Kontakt-Surface aussen könnte man vermutlich deutlich kleiner ausführen, was dann REchenzeitvorteile bringt.
Bei der Verwendung von Reibung und Kontakt entstehen schiefsymmetrische Steifigkeiten und der unsymmetrische Solver wird zwingend erforderlich um halbwegs eine Konvergenz hinzubekommen. Vermutlich wird er sogar automatisch verwendet (dat-datei).
Die H-Elemente benötigen ordentlich Rechenleistung. Was Du z.B. machen könntest: Modell weiter reduzieren, vielleicht kann man auf das Gummimaterial und damit die H-Elemente verzichten. Eigentlich sollte man das ganze auch in 2D rechnen können.............


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jeffBearing
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erstellt am: 29. Feb. 2016 13:36    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 thommescan 10 Unities + Antwort hilfreich


Walzkorper-Modell.png


SKF_Lager.txt

 
Hi,

ich hab ein einigermaßen ähnliches Problem.
Ich möchte die Belastung des in der mitte liegenden Wälzkörpers berechnen. Dafür gebe ich dem Innenring eine Bewegung in positive z-Richtung vor. Der Außenring ist über die Außenfläche in allen drei translatorischen DOF fixiert.

Reicht für den in der Mitte liegenden Wälzkörper die Bewegungs-Einschränkung in y-Richtung? Die Bewegung soll in x- und z-Richtung frei sein, ebenso soll Rotation möglich sein.

Mein Problem ist, dass die Rechendauer sehr groß ist. Das Modell besteht nur aus 26000 Elementen. Gibt es eine Einstellung, die sehr viel Rechnung erfordert? Die Zahl der Floating Point operations ist mit 8.0e11 zum Beispiel riesig. Außerdem scheint der Solver mit den Kontaktdefinitionen nicht so 100%ig zufrieden zu sein:

IF SIGNIFICANT CLEARANCE/OVERCLOSURE EXISTS BETWEEN SURFACE PAIR (ASSEMBLY__T0_P240_710 ECA_W33_PART3-1-rad-9_S,ASSEMBLY__T0_P240_710 ECA_W33_PART3-1-rad-9_M) AND THE MASTER SURFACE DOES NOT HAVE ROTATIONAL DEGREES OF FREEDOM, ADJUSTMENT IS RECOMMENDED FOR CORRECT ENFORCEMENT OF THE TIE CONSTRAINT

Hat jemand Verbesserungsvorschläge für mein Modell?

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Stoli
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Beiträge: 81
Registriert: 10.06.2011

erstellt am: 29. Feb. 2016 16:07    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 thommescan 10 Unities + Antwort hilfreich

Servus,
ohne eine Proberechnung durchgeführt zu haben, würde ich vermuten, dass der bestehende Kontaktspalt das Problem hervorruft.
Ich würde die Komponenten in z-Richtung im Assembly soweit verschieben, bis ein Kontakt im Ausgangszustand bereits stattfindet. Dann eventuell mit Adjust-Parametern arbeiten, falls es noch immer Probleme gibt.
Im Prinzip stellst du die Hertz'sche Pressung dar - dafür gibt's (glaube ich) im Manual ein Beispielmodell.

Somit sollte die Simulation rechnen, da auch die Randbedingungen ausreichend sind und kein Stabilize nötig sein wird.

Grüße,
Stoli

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jeffBearing
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Student

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Beiträge: 8
Registriert: 15.02.2016

erstellt am: 29. Feb. 2016 18:32    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 thommescan 10 Unities + Antwort hilfreich

Alles klar, Danke erstmal.. Ich hab die Simulation jetzt nochmal mit leicht abgeänderten Startbedingungen abgeschickt und werde morgen gucken, was das Problem ist.

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