---

Liebes CAD-Forum,
ich mach eine thermisch-mechanische Simulation, welche verschiedene Bauteile mit verschiedenen temperaturabhängigen Materialien enthält.

Allerdings habe ich das Problem das schon alleine die Berechnung des Predefined Fields, ohne sonstigen Kräfte oder Wärmeeinflüsse, extrem lange benötigt. (bei über 60 Incrementen ist die Steptime noch bei e-6)
Gibt es eine andere Funktion in Abaqus die mir eine Starttemperatur auf das Bauteil aufbringt und mir dabei Rechenzeit einspart?

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Könntest du bitte mehr über dein Modell sagen? Führst du zuerst eine Heat-Transfer-Berechnung durch? Wenn ja, wie sind da deine Rand- und Anfangsbedingungen? Wie willst du dein Temperaturfeld erstellen? Rechnest du mit thermisch-mechanisch-gekoppelten Elementen? In jedem Fall klingt es sehr ungewöhnlich, dass der thermische Part sich so zieht. Mehr Infos wären wohl nötig, um etwas sagen zu können.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

ich habe im Initial Step mein predefined field, dann bringe ich im ersten Step (static general) eine Schraubenvorspannung über "Bolt Load" auf und im zweiten Step (coupled-temp-displacement mit steady-state) habe ich ein "surface heat flux". Gelagert ist das Modell zur Sicherheitüber ground springs.

Als Elementtyp habe ich "coupled temperature-displacement"

Meine Materialdaten sind:
Conductivity, Density, Elastic, Expansion, Spezific Heat
welche alle Temperaturabhängig vorgegeben sind.

Ich stell mal meine CAE-Datei (Abaqus 6.12-3) als Dropboxlink zur Verfügung:
https://www.dropbox.com/s/ur3kundnni6cnme/CAD-modell.cae

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Meinem Eindruck nach machen vor allem deine vielen Kontaktbedingungen Probleme. Vielleicht versuchst du zuallerst mit Tied-Kontakt zu rechnen und testest, ob das wenigstens funktioniert. Wenn ja, kannst du sicher sein, dass du deine Kontakte im Modell optimieren musst.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

sicher das an den Kontaktdefinitionen Probleme gibt?

weil ich habe wie gesagt eigentlich mit dem predefinied field Probleme. Obwohl ich das im Initial Step angebe, kommt es vor das ich bei der Auswertung bei Steptime=0 immer noch Knoten habe die eine Temperatur von 0 Kelvin haben.

Deshalb habe ich auch versucht Fehlerquellen auszuschließen und Bolt Load und die Wärmequellen entfernt und nur mit predefinied field durchzurechnen lassen. Allerdings bekomme ich auch bei der Rechnung keine Ergebnisse.

[Diese Nachricht wurde von kevin999 am 10. Jul. 2013 editiert.]

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Also bei mir machen vor allem die vielen Kontaktbedingungen Probleme, nicht das Predefined Field. Ich schlage vor, dass du dir alle Kontakte nochmal anschaust. Liegen gerade Flächen in einer Ebene bzw. sind sie geometrisch gleich? Werden Überstände nach Möglichkeit vermieden? Und vor allem: Was braucht wirklich eine Kontaktverbindung mit Penalty und Reibung oder was könnte man noch mit einem Tie vereinfachen? Es sind eben auch die vielen Kontakte, die die Berechnung so RAM-gierig macht. Es läuft schon lange im ersten Step und die meisten Warnmeldungen beziehen sich auf die Kontakte.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Ich habe die Berechnung nach der Hälfte des ersten Steps abgebrochen. Du solltest unbedingt deine Kontakte optimieren. Außerdem gibt es einen deutlichen Widerspruch zwischen NT11 und TEMP. Da steckt irgendwo der Fehlerteufel drin. Außerdem bekommst du lokal große Spannungen und Verformungen. So wäre es sicher kein Fehler, zuerst nur eine linear-elastische Berechnung durchzuführen. Die sollte weniger Konvergenzschwierigkeiten machen.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Meinst du also es ist rechentechnisch schneller und stabiler wenn ich die z.B. die waagrechten Platten in kleinere Partitionen zerteile um die Kontaktdefinitionen enger definieren zu können als über die gesamte Fläche?

Was genau meinst du mit " Liegen gerade Flächen in einer Ebene bzw. sind sie geometrisch gleich?" ? Was müsste ich den in den Einstellungen bei Flächen die parallel zueinander sind ändern im Gegensatz zu Flächen die es nicht sind?

Meine Rechnung mit den Tie-Kontakten ist leider noch nicht fertig durchgelaufen aber bei der Auswertung alter ODB's ist mir aufgefallen das die Knotentemperatur NT11 bei (Steptime=0) zwar wie in predefinied field angegeben ist, dann in den nachfolgenden Schritten jedoch plötlich bei ~0Kelvin beginnt und dann steigt.
Im Internet habe ich dazu das hier gefunden: http://comments.gmane.org/gmane.comp.mathematics.abaqus.user/13869
"1.Coupled temperature-displacement analysis with ABAQUS/Explicit
generates incorrect thermal solutions (that show inconsistent ALLFD
and ALLHE results and unexpected NT11 distributions) when the
kinematic contact formulation is used together with the
balanced master-slave algorithm. The workaround is to use pure
master-slave or penalty contact formulation."
Kann damit aber leider nicht viel anfangen...

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Das verstehe ich auch nicht richtig. Meine Erfahrung ist aber, dass es besser ist, beim Vorhandensein von Kontakten die thermische und die mechanische Berechung getrennt durchzuführen, also erstens die thermische mit DC-Elementen und dann die mechanische mit C-Elementen, wobei für letztere die Lösung der thermischen Simulation, also das Temperaturfeld als Predefined Field eingelesen wird. Aber eigentlich (!) müsste es auch funzen, wie du es machst. Bei so einem komplexen Modell würde ich zuerst temperaturunabhängig, linearelastisch und nur mit Ties rechnen. Darauf aufbauend würde ich mich ins Kompliziertere langsam vortasten.

Ich meinte mit ineinander liegen, ob die geraden Flächen quasi deckungsgleich sind, also eine Koordinate muss stets gleich sein. Gut ist es oft auch, nur den Bereich der größeren Kontaktfläche als Surface zu definieren, der sich mit der kleineren Kontaktfläche berührt. Das geht nicht immer, ich weiß.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Ok danke dir. Dann versuche ich das erstmal.
Mechanische Rechnung  mit überall Tie's ansetzen und dann langsam wieder Surfacekontakte einführen.
Wenn das funktioniert an die thermische Rechnung wagen und dann entweder ins sich gekoppelt oder als zweiteilige Rechnung.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Alles Gute. Und halt uns auf dem Laufenden. Mich interessiert, wie es mit der Berechnung bei dir weitergeht.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Ich habe mein Modell nun etwas optimiert, vor allem die Änderung der CAD-Daten brachte eine sehr sehr deutliche Verbesserung hinsichtlich Laufzeitverhalten und Dateigröße. Ich habe nun sowohl den Wärmeeinfluss als auch die Kraft in einen einzigen Step gepackt, damit funktioniert nun auch wieder das predefined field (NT11 und Temp sind gleich). Anscheinend hatte Abaqus Probleme damit...
Thermisch und Mechanisch als 2 Rechnungen aufzutrennen würde ich gerne vermeiden da ich noch eine Parameterstudie zur Simulation durchführen muss und es dann richtig viel Aufwand wird. Ich habe es jedoch mehrmals getestet, coupled temp-displacement sollte funktionieren.

Allerdings läuft meine Simulation immernoch nicht durch.
Meine Kontakte funktionieren einzeln betrachtet (die restlichen Unterdrückt) ohne Probleme.
Auch in kleinen Gruppen konvergiert die Simulation, werden es jedoch zu viele Kontakte die gleichzeitig aktiv sind dann findet er kein Gleichgewichtszustand mehr und bricht meist schon nach "5U" -Attempts ab.
Mit der Option "small sliding" statt "finite sliding" kann ich meist ein bisschen Rechenzeit einsparen, aber wirklich helfen tut diese Einstellung auch nicht. Paritionieren der einzelnen Bauteile für die Kontaktoptimierung hat keinen nenneswerten Einfluss gehabt (hab zumindest nicht bemerkt).

Ich wäre echt dankbar wenn mir da jemand helfen könnte (Simulation dauert nun nur noch paar Minuten zum rechnen), sitze nun schon 3 Wochen dran nur um den Fehler zu suchen, es gehen mir die Optionen aus...
Ich lade die neue CAE-Datei wieder in mein Dropbox hoch:
https://www.dropbox.com/sh/306ib6mrbuz3hz1/lsdFxa-AZI

Vielen Dank im Vorraus

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Simulation läuft nun mit allen Kontakten etc,
in den Step-Einstellungen lag ein Großteil der Probleme.

Allerdings stimmt meine Knotentemperatur NT11 und meine Temperatur Temp nicht zueinander. Die weichen um 10K voneinander ab, also schon recht viel.
Ich weiß das die NT11 temperatur stimmt, warum weicht Temp soweit davon ab?

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Die Filmcondition sollte bei der Bauteiltemperatur starten und dann über den Step hochrampen (Amplitude in tabularer Form: Zeit 0 / Temp 303 ; Zeit 1 / Temp 303). Als Sinkwert trägt man dann "1" ein, da die Amplitude diesen Wert dann als Multiplikator verwendet.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Bestehen die Unterschiede zwischen TEMP und NT11 auch, wenn du bei Result->Options den Regler auf 100% stellst?

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Wenn ich an dem Regler dreh, ändert sich -glaube ich- nichts.
Zur Verdeutlichung wie die Unterschiede aussehen habe ich mal ein Bild davon gemacht:
http://s14.directupload.net/images/130719/29hbajks.jpg

edit: ok ich muss es revidieren, die Verläufe sehen gleich aus wenn man die Limits exakt gleich setzt. Nur die maximale Temperatur unterscheidet sich. (das der eine Knoten eine Temperatur von 0Kelvin hat, das liegt an meiner Lagerung des Bauteils durch Ground-spring)

[Diese Nachricht wurde von kevin999 am 19. Jul. 2013 editiert.]

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Leider habe ich keine Zeit für detaillierte Hilfe. Ich schlage auf die Schnelle eine Vergleichsrechnung mit rein thermischen Elementen, also eine Heat-Transfer-Berechnung vor. Sorry...

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

ja das habe ich schon gemacht. Die NT11 Temperatur passt dazu auch recht gut.
Ich dachte allerdings das die NT11 und temp zwingend zueinander passen müssen um zu sehen ob die Simulation "richtig" ist.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Sie sollten (fast) perfekt passen, wenn du die 100% eingestellt hast.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Der Verlauf der Temperatur passt auch, nur die maximal Temperatur vereinzelter Knoten stimmt halt nicht überein. Da es sich aber nur um vereinzelte Knoten handelt, kann ich denke ich damit leben. 

Ich danke dir vielmals für deine tolle Hilfe 

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP