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Versuch1b.zip

Hallo,

ich versuche folgende Simulation durchzuführen und bekomme stehe nun auf dem Schlauch:

Ich versuche einen Pin, bestehend aus einem Polymer, der entlang einer Metallplatte läuft, zu simulieren. Ich würde gerne hierbei die Entstehung von (Reib-)Wärme an der Kontaktfläche simulieren sowie die Verteilung der Wärme in beiden Materialieren. Ich bin hierbei folgendermaßen vorgegangen.

1. Property: Materialien mit Dichte, E-Modul, Poisson und Wärmeleitfähigkeit definiert.
2. Assembly: die Bauteile zusammengefügt über Face-to-Face Constraint.
3. Contact Properties im Interaction Proterties definiert, d.h. Friction formulation auf Penalty, Friction Coefficient auf 0.2 gesetzt und Heat Generation aktiviert mit Standardwerten.
4. In Interaction die zwei berührenden Flächen über die Contact Properties definiert.
5. Step Modul: Procedure auf Coupled temp-displacement, Incremente auf 10E-9 eingestellt, Initial-Increment auf 0.01
6. BC Modul: 1. Platte fixiert, 2. Bewegung des Pins definiert über Rotation/Displacement und einer definierten Amplitude.
7. Load Modul: Anpressdruck auf den Pin definiert.
8. Mesh: Elementtyp-> coupled temp-displacement
9. Simulation: Fehlermeldung: Time increment required is less than the minimum specified

Nach der Fehlermeldung habe ich versucht die Incremente weiter zu verkleinern, aber das hilft leider nicht.
Ich vermute, der Fehler ist elementarer. Vermute hierbei folgende Fehlerquellen:
1. Einheiten: Ich habe versucht die Einheiten alle nochmal zu prüfen. Sollte richtig sein.
2. Auswahl des Step Modul Typs: Denke, dass es Couple Temp-Displacement sein müsste, aber habe auch andere getestet, aber dann kommen andere Fehler.
3. Auswahl des Mesh Element Typs: Heat transfer als Typ beinhalten nicht die Bewegung des Pins, daher vermute ich, dass es entweder Coupled Temp-Displacement sein müsste.
4. Interaction zwischen den Kontaktflächen: Ich habe hierbei nur die Reibkoeffizienten definierten und Heat Generation unverändert aktiviert. Hierbei sehe ich auch möglichen Fehler.

Ich bin alle 4 potenielle Fehlerquellen selbst durchgegangen und finde meinen Fehler nicht. Ich hoffe, ihr könnt mir hierbei helfen.
Ich habe die Datei der Simulation angehängt. Die Einheiten sollten in SI Einheiten sein.

Danke!

[Diese Nachricht wurde von Kamuro am 04. Apr. 2013 editiert.]

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Rechne das mal explicit.

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Danke für die Antwort. Ich weiß leider nicht genau, was das bedeutet. Werde das morgen mal im Handbuch anschauen bzw. es würde mich freuen, wenn du mir das genauer beschreiben könntest. Danke!

\\Edit

Ich habe ein paar Parameter verändert. Jetzt funktioniert die Simulation soweit, dass es im expliziten und impliziten Modus läuft (Das ist die Einstellung im Mesh Element type, richtig?)
Mein Fehler scheint gewesen zu sein, dass meine Platte zu kurz war und der Pin darüber hinaus gefallen wäre.

Jetzt habe ich allerdings ein anderes Problem:
Ich sehe recht wenig in der Simulation. Ich kann den CPress entlang der Platte sehen, aber der Pin läuft nur am Anfang mit und bleibt nach ein paar cm stehen während der Kontaktdruck weiterläuft. Ein wenig komisch, aber solang die Kraft anliegt, ist das ok. Ich geh davon aus, dass Abaqus die Bewegung nicht ganz richtig abbilden kann.

Das Problem ist eher, dass ich keine Wärmeentwicklung sehen kann.
Dazu habe ich den Field Output auf Heat Flux Vector at Integration Point bzw. auf Temperature at Integration Point gestellt und da bleibt alles unverändert.
Ich vermute, dass ich an den Interaktion zwischen den Kontaktflächen einen Fehler drin habe.
Was für Parameter brauche ich, um Reibwärme entstehen zu lassen bzw. was muss ich einstellen?

[Diese Nachricht wurde von Kamuro am 05. Apr. 2013 editiert.]

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Du hast große Bewegungen, also NLGeom einschalten.

Der thermische Prozess ist auf Steady-State gestellt. Das macht nicht viel Sinn. Du generierst Wärme, führst sie aber nicht ab. Demnach kann sich kein therm. Gleichgewicht einstellen. Du solltest auf Transient stellen.

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Danke für den Tipp. Ich lasse gerade die Simulation neu laufen mit den verbesserten Parametern. Interessant, dass der Fehler ganz woanders ist wie Anfangs vermutet. Den Unterschied zwischen Transient und Steady-State habe ich in einen Videotutorial ganz anders verstanden. Danke nochmals für die Aufklärung. Ich berichte später über den Erfolg ;-)

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Pin-Ring.png

Hallo,

zunächst nochmals Danke für die Tipps! Die Simulation läuft jetzt sowohl explizit als auch implizit. Ich werde mich aber nur weiter mit der impiziten Methode beschäftigen. Die Fehler wurden hauptsächlich durch eine fehlende Definition der Freiheitsgrade verursacht. Ich sehe auch schön die Wärmeentwicklung. Inzwischen habe ich die Platte durch einen rotierenden Ring ersetzt, um eine kontinuierliche Messung zu ermöglichen.

[Diese Nachricht wurde von Kamuro am 18. Apr. 2013 editiert.]

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Hallo,

die Simulation läuft jetzt in etwa, wie ich es mir vorstelle, aber die Temperatur am Pin wird viel zu hoch. Ich erreiche hierbei Temperaturen von 3500K. Da ist jenseits vom jedem Realversuch. Da erreichen wir Temperaturen unter 600°C.
Ich habe am Pin zwei Konvektionsflächen definiert:
1: 4mm rundum den Pin an der Kontaktfläche mit der Umgebungsluft mit einen Film Coeff. von 25 und einer Sink Temperature von 298K
2: Oberhalb des Pins habe ich eine Wasserkühlung. Ich bin mir nicht sicher, wie man das einstellt, daher habe ich das als Konvektionsfläche deklariert mit einem Filmcoeffizient von 3000 und einer Sink Temperature von 298K.

Das Problem: Die Temperatur an der Kontaktfläche des Pins erreicht die 3500K und es verteilt sich nur schlecht (vermutlich wegen der niedrigen Wärmeleitfähigkeit von 0.4). Ich komme gar nicht in der Bereich, wo eine aktive Kühlung herrscht.
Was mache ich falsch? Fehlt mir irgendeine Einstellung?

[Diese Nachricht wurde von Kamuro am 18. Apr. 2013 editiert.]

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