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Modell_1.png MagU_1.png MagU_2.png

Hallo liebe Abaqus-Nutzer,

ich habe mal wieder ein kleines Problem und würde mich über zielführende Hinweise sehr freuen.

Im Rahmen einer Simulation möchte ich eine Halbkugelschale durch einen Stempel mit Druck beaufschlagen.
Die Geometrie entstammt einer CAD Datei und ist bereits in ein Schalenkonstrukt umgewandelt. Hierbei gab es
keinerlei Probleme. Mit diesem Modell kann ich auch rechnen, wenn ich "normale" Lasten, wie Kräfte oder
Flächenlasten aufbringe.

Zur Modellierung des Stempels nutze ich ein "Analytical rigid part", welches als "revolved shell" erstellt wurde und
direkt im Part einen Referenzpunkt zugewiesen bekommen hat (das habe ich aus einem Tutorial, in dem es ausschließlich
um Schalenelemente geht).
In den angehängten Bildern seht ihr mein Assembly. Der Stempel ist dabei 10mm über der Halbkugel positioniert, damit ich
noch an die Flächen rankomme. Der Kontakt ist als "Surface-to-surface contact" definiert, bei dem die Fläche des Stempels
das Master surface und die Halbkugelflächen die Slave surfaces darstellen. Zudem habe ich "Adjust only to remove overclosure"
gesetzt und eine Interaction property type=Contact mit tangential behavior "frictionless" erstellt.

Der Lastfall sollte zuerst eine weggesteuerte Variante sein. Ich habe als Verschiebungsweg 12mm gewählt, sodass die Oberseite
am Ende um einen Weg von 2mm in x3-Richtung ausgelenkt sein sollte.
Konkret habe ich zwei steps.

Initial: hier ist die Unterseite der Halbkugel komplett festgehalten (u1-u3) und der Referenzpunkt
bekommt ein "encastre" auferlegt.

Step-1: die Unterseite der Halbkugel bleibt festgehalten, aber der Referenzpunkt bekommt nun Null Verschiebung in u1- und u2-Richtung
und die gewünschte Verschiebung in u3-Richtung; das "encastre" wird deaktiviert

Ich nutze den direkten Solver und habe automatisches Inkrementieren angeklickt, wobei ich bei einer step-Zeit von einer Sekunde das Startinkrement
auf 0.1 Sekunden geändert habe.

Soviel zu Modell und Einstellungen.
Im Ergebniss erhalte ich ausschließlich eine Verschiebung für das Rigid Part und nichts für die Halbkugel (siehe weitere Bilder).
Offensichtlich funktioniert der Kontakt nicht. Ich habe diesen Kontakt auch schon für ein kleines Modell versucht und auch da klappt das
nicht. Nehme ich zwei deformierbare Teile ist alles in Ordnung. Was mache ich nur falsch bei diesem Analytical Rigid Part???

Hat das jemand schon einmal in 3D gemacht und kann mir meinen (wahrscheinlich dämlichen) Fehler erklären?
Die Beispiele aus dem Handbuch sind meist in 2D und vllt. gibt es einen Unterschied. Die Benchmark Rechnungen laufen auch bei mir, aber
das sind alles inp-files und keine cae-Dateien. Ich wünsche mir schon eine Lösung, die ich im CAE klicken kann.

Ich hoffe, dass mir hier jemand helfen kann und will. Ich bin für alles dankbar.

in diesem Sinne
mfg NxxN

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==  Dingsen  ==
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Ich vermute es ist das:
- Zeigt die Rigid Surface in die richtige Richtung? Lass dir im Postprocessing oder nach einem Datacheck mal die Normalen anzeigen. Options>Common (oder Button)>Normals>On surface
Falls nein. Entferne den RF in Part. Definiere alles im Interaction-Modul. Hier wirst du nach der Richtung gefragt, wenn du einen Rigid Body Constraint definierst.

Ansonsten mal probieren/überdenken:
- In dem Countour Plot ist eine Verschiebung von 4.2mm zu sehen, nicht 12mm.
Kommt die Durchdringung in der Darstellung durch einen Deformation Scale Factor >1?

- Probier mal Node-to-Surface

- Sind im Step-1 die Rotationen der Starrkörpers irgendwie gebunden? (Nur so. Dürfte nicht die Ursache des Problems sein.)

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Hallo mustaine,

danke für deine Hinweise. Die Normalen stimmten, zumindest schauten sich die beiden Surfaces an. Hier habe ich also erstmal nichts verändert.

Die Sache mit dem scale factor hast du richtig bemerkt. Dieser war größer als 1. Ich hatte allerdings nicht das Ende der Rechnung als Bild eingestellt sondern ein Zwischeninkrement. Die endgültige Verschiebung war zudem geringer, weil der 10mm Spalt erst überwunden werden musste.

Die Lagerung war hinreichend, also auch die Rotationen waren und sind verhindert.

Ich hab alles noch einmal zusammengeklickt und diesmal "small sliding" verwendet. Nun läuft alles, aber der Test mit finite sliding klappt nun auch. So richtig klar ist mir nicht, was ich die letzten Male anders gemacht haben soll.

Ich danke dir mustaine. Die Sache mit dem scale factor ist mir nun klarer und ich werde in Zukunft noch besser auf solche Sachen achten.

mfg NxxN

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==  Dingsen  ==
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Hallo Leute,

ich muss leider dieses Problem noch einmal aktualisieren. Mitterweile läuft die weggesteuerte Kontaktsimulation ohne Probleme und auch mit nachvollziehbaren Ergebnissen.

Allerdings möchte ich nun einen realen Versuch nachbilden, der kraftgesteuert gefahren wird. Meine Anordnung habe ich in den Randbedingungen so verändert, dass nun nicht mehr der Stempel (der Rigid Part über den Referenzpunkt) bewegt, sondern durch eine Kraft am Referenzpunkt beaufschlagt wird.
Noch einmal zur Erinnerung: Gebe ich eine Verschiebung am Referenzpunkt vor läuft alles ohne Probleme, der Kontakt wird etabliert und die Spannungen und Reaktionskräfte sind durchaus realistisch.

Setze ich nun eine Kraft in genau dieser ursprünglichen Bewegungsrichtung an und lösche die Verschiebungsvorgabe am RP konvergiert die Rechnung nicht mehr und liefert mir im msg-file eine Meldung, dass der dem RP entsprechende Knoten des Rigid Part in diesem Freiheitsgrad "numerical singularity" hervorruft.

Nachdem ich mehrere Dinge ausprobiert habe vermute ich, dass es nicht möglich ist am RP des Rigid Part eine Kraft einwirken zu lassen. Kann dies jemand bestätigen? Ist es denn bei der Verwendung von Rigid Parts nur möglich weggesteuerte Simulationen durchzuführen?

Es wäre nett, wenn mir hier jemand helfen könnte.

Vielen Dank im Voraus und allen Mitstreitern eine ruhige Weihnachtszeit und einen guten Rutsch ins neue Jahr!!!

mfg Nicksen

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Kraftgesteuerte Analyse geht auch.

Gibt es von Anfang an eine Gegenkraft zu der Kraft? Sind die anderen DOF gelagert?

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Hi Mustaine, danke für die schnelle Antwort!

Anordnung aktuell:

Step INITIAL:
RP encastre (alle DOF fest)
Grundfläche statisch bestimmt gelagert

Step Step-1:
RP encastre deaktiviert
RP alle DOF außer u3 festgehalten
Grundfläche unverändert

Kraft in x3-Richtung als Rampe am RP eingebracht

Hab bestimmt einen Denkfehler, aber als weggesteuert klappt das. Hier hab ich dann anstatt der Kraft eine Rampe für den maximalen Verschiebungsbetrag in x3-Richtung.

mfg Nicksen

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Und gibt es zu der Kraft gleich eine Gegenkraft? Ist also der Kontakt schon von Anfang an etabliert?

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Nun, offenbar nicht.

Ich hatte überlegt, eine kleine Verschiebungsrampe zu fahren, um den Kontakt zu etablieren und diese dann zu deaktivieren. Aber dann hätte ich doch fast denselben Effekt oder nicht?
Die Kraft würde im nachfolgenden Step als Rampe gefahren und dort ist dann am Beginn des Steps die RB bereits deaktiviert.

Wie kann ich den Kontakt denn anderweitig etablieren?

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Deine Überlegung ist nicht so falsch. Du kannst im ersten Step eine kleine Verschiebung vorgeben, so dass der Kontakt wirklich geschlossen wird. Im 2. Step deaktivierst du diese Verschiebung und leitest die Kraft ein. Dann ist sicher dass es durch den Kontakt eine Gegenkraft zu der Kraft gibt.

Wenn die beiden Bauteile aneinander liegend positioniert sind, solltest du (falls noch nicht geschehen) den Adjust-Parameter im Kontakt aktivieren. Damit kann man numerisch kleine Spalte in der Anfangssituation überbrücken.

Ansonsten kann bei einer sofortigen Kraftsteuerung auch die Kontaktstabilisierung verwendet werden, um eine künstliche Gegenkraft zu einem fehlendem Kontakt zu bilden. Der Kontakt sollte sich dann aber im Laufe des Steps finden, da die Kontaktstabilisierung per default zum Ende des Steps auf null gerampt wird. außerdem muss man natürlich mit den Ergebnisse während des Steps vorsichtig sein, da diese ja durch den künstlichen eingriff verfälscht sein könnten.

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Vielen Dank Mustaine.

Im Ergebnis interessieren mich sowieso die Werte am Schluss des Steps. Da sollte ja alles an zusätzlichen Eingriffen abgeklungen sein.

Ich probier die verschiedenen Möglichkeiten gleich aus. Hab besten Dank dafür!!!

mfg Nicksen

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Es klappt!!!

Vielen Dank!

Unities kommen, wenn das wieder möglich ist.

mfg und frohes Fest!

der Nicksen

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