Hallo zusammen,
im Rahmen meiner Masterthesis modelliere ich ein vollverschlossenes Seil, um anschließend die Auswirkungen einzelner Drahtbrüche auf das Tragverhalten zu untersuchen.
Das vollverschlossene Seil besteht aus einem runden Kerndraht, zwei weiteren Lagen an Runddrähten und zwei Lagen z-förmiger Formdrähte.
Bei der Berechnung des Seil, das vorerst nur aus dem Kerndraht und der ersten Lage an Runddrähten bestehen soll, wird die Warnung "displacement increment for contact is too big" und schließlich der Fehler "too many attempts made for this increment" angezeigt.
Um die Berechnungszeit beim Ausprobieren verschiedener Einstellungen zu reduzieren, ist nur einer von den sechs umliegenden Drähten modelliert.
Nach viel Recherche entsteht die Warnung meiner Meinung nach aus dem Grund, dass infolge der runden Geometrie der Drähte die Kontaktfläche zwischen den beiden Bauteilen eine Linie ist und somit eine Spannungssingularität entsteht. Daraus resultiert dann, dass es Abaqus nicht gelingt, ein inneres Gleichgewicht bei der Lösung des Gleichungssystems K*u=F zu finden und damit zu viele Versuche benötigt, die Lösung zu iterieren und dann mit dem Fehler "too many attempts" die Berechnung abbricht.
Die Drähte sind als deformierbare, dreidimensionale Festkörper modelliert.
Es wirkt eine Zugspannung von 6E8 N/m^2=600 N/mm^2, der Werkstoff ist Spannstahl.
Als Interaktion sind die Oberfläche des Kerndrahtes und die Oberfläche des umlaufenden Drahtes definiert.
Als Interaktionseigenschaften sind folgende Einstellungen ausprobiert worden:
--in tangentialer Richtung Reibung (Penalty) mit einem Reibungskoeffizienten von 0.2
--in normaler Richtung entweder "hard contact" oder "linear" als weicher Kontakt. Bei "hard contact" habe ich die verschiedenen contact-enforcement-Methoden durchprobiert und bei "linear" verschiedene Werte für die Kontaktsteifigkeit gewählt.
Ergebnis ist, dass nur bei soft contact, also bei einem endlichen Wert für die Kontaktsteifigkeit, die Warnung "displacement increment for contact is too big" nicht mehr erschienen ist. Damit ist auch nicht mehr der Feher für zu viele Versuche aufgetreten. Abaqus schafft es jedoch trotzdem nicht, die Lösung zu iterieren, auch wenn der Wert für "minimum increment size" auf E-10 oder E-15 angehoben wird.
Daraus schließe ich, dass "hard contact" eine Singularität erzeugt und die Berechnung deshalb abbricht.
Das Problem ist jedoch, dass es bei "soft contact" zu einer Überschiebung der Bauteile kommen kann, wenn der Wert für die Kontaktsteifigkeit zu gering ist und man sich für einen höheren Wert wieder dem "hard contact" annähert und somit wieder eine numerische Instabilität entsteht.
Das Problem besteht erst, seit ich mit Kontakt rechne. Die Berechnung eines einzelnen Drahtes funktioniert einwandfrei.
Deshalb denke ich, dass das Problem mit den oben beschriebenen Umständen zu tun hat, aber trotzdem habe ich die folgenden Einstellungen ausprobiert, um das Problem zu beheben:
--unterschiedliche feine Netzdichten (um die mögliche Singularität zu entschärfen)
--verschiedene Kontaktmethoden wie general contact (sowohl über die Funktion "all" als auch mit manueller Zusammenstellung der interagierenden Oberflächen), surface-to surface contact und die Funktion "find contact pairs" (die aber auch s2s contact verwendet)
--verschiedene Elementtypen (Hexaeder, Tetraeder, Wedge-Elemente) und auch Standard- und Explicit-Elemente
--verschiedene incrementation-Werte für den load-step
Vielleicht kennt jemand von Euch den Grund für diese Fehler und kann mir einen wertvollen Ratschlag geben, ihn zu beheben.
Vielen Dank im Voraus,
Eric
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