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script.txt

Hallo Leute,

ich sitze schon seit einiger Zeit an 2 Problemen die ich nicht zu bewältigen schein.

ich möchte Hauptspannungsrichtungen von Knoten entlang eines erstellten Paths ausgeben. Mir ist klar das Abaqus dies nur über die zugehörige User-Subroutine SPRIND ausgeben kann. Dazu habe ich ein äquivalentes Pythonskript gefunden das dies an Integration Points aller Elemente ausgibt. Da ich keine Erfahrung habe mit Python und ich nicht weis was ich am Skript umschreiben soll, hoffe ich auf einen kleinen Denkanstoß.

Mein zweites Problem umfasst die Simulation von Eigenspannungen an einem Stahlträger. Und zwar entstehen durch die Verformung und Abkühlung des Trägers Eigenspannungen. Dabei habe ich mir gedacht das ich ein Predefined Field mit einer Anfangstemperatur von 1000 erstelle und diese dann auf 0 abkühlen lasse. Die Spannungen und Verformungen die dabei entstehen sind dabei sehr eigenartig. Meine Frage ist ob ich dies auf diese Weise simulieren kann und wie man da am besten heran geht.

Im Anhang befindet sich das Skript und falls ich noch was hochladen soll zum Verständnis, bitte Bescheid sagen.

Viele Grüße

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Zitat:

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Original erstellt von AmateurIngenieur:
Hallo Leute,

ich sitze schon seit einiger Zeit an 2 Problemen die ich nicht zu bewältigen schein.

ich möchte Hauptspannungsrichtungen von Knoten entlang eines erstellten Paths ausgeben. Mir ist klar das Abaqus dies nur über die zugehörige User-Subroutine SPRIND ausgeben kann. Dazu habe ich ein äquivalentes Pythonskript gefunden das dies an Integration Points aller Elemente ausgibt. Da ich keine Erfahrung habe mit Python und ich nicht weis was ich am Skript umschreiben soll, hoffe ich auf einen kleinen Denkanstoß.

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Die Hauptspannungen werden im Postprocessing automatisch berechnet, d.h. man braucht das Skript normalerweise nicht. Du kannst also in Abaqus/CAE einfach die Ergebnisse öffnen, den Pfad erstellen, die Hauptspannungen darstellen und dann den xy-Plot erstellen, der Hauptspannung über Pfad plottet.

Zitat:

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Mein zweites Problem umfasst die Simulation von Eigenspannungen an einem Stahlträger. Und zwar entstehen durch die Verformung und Abkühlung des Trägers Eigenspannungen. Dabei habe ich mir gedacht das ich ein Predefined Field mit einer Anfangstemperatur von 1000 erstelle und diese dann auf 0 abkühlen lasse. Die Spannungen und Verformungen die dabei entstehen sind dabei sehr eigenartig. Meine Frage ist ob ich dies auf diese Weise simulieren kann und wie man da am besten heran geht.

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Prinzipiell ist das Vorgehen ok. 1000 Grad Temperaturdifferenz sind aber recht viel. Da kommt es umso mehr darauf an, dass die Materialdaten (auch der Wärmeausdehnungskoeffizient) stimmen und die Randbedingungen akkurat sind. Außerdem sollte man NLGEOM aktiviert haben.

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Hallo Mustaine,

vielen Dank für die Rückmeldung.

Zitat:

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Die Hauptspannungen werden im Postprocessing automatisch berechnet, d.h. man braucht das Skript normalerweise nicht. Du kannst also in Abaqus/CAE einfach die Ergebnisse öffnen, den Pfad erstellen, die Hauptspannungen darstellen und dann den xy-Plot erstellen, der Hauptspannung über Pfad plottet.

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Die Werte für die Hauptspannungen entlang des Pfades habe ich schon. Ich möchte zusätzlich die Richtung der Hauptspannungen ausgeben. Im Symbol Plot kann ich dies zwar darstellen aber die Winkel der Vektoren kann ich nicht ausgeben. Gibt es dazu in Abaqus eine Option die ich vielleicht übersehen habe?

Grüße

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Nein, das geht dann nur über das Skript oder die entsprechende Fortran Unterroutine.

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Hallo Leute,

Mein Problem mit der Eigenspannung besteht weiterhin. Wenn ich so vorgehe wie ich oben kurz beschrieben habe bekomme ich keine verwertbare Eigenspannungen aus. Mein Ziel der Simulation ist es einen I-Träger zu erhitzen und dann wieder auf Raumtemperatur abzukühlen. Ich möchte die durch unterschiedlicher Abkühlung entstandenen inneren Spannungen simulieren. Dabei bin ich wie folgt zunächst vorgegangen:

1. Materialwerte angegeben (Dichte, E-Modul, Ausdehnungskoeffizient, Wärmeleitfähigkeit)
2. 2 Steps mit Static,General erstellt (HeatUp, CoolDown)
3. Predefined Field (Geometrie des Trägers) mit Magnitude von 800 in HeatUp erstellt
4. Predefined Field mit Magnitude 0 bei CoolDown

Die Spannungen die dabei rauskommen sind nicht so wie ich sie mir vorgestellt habe.

Ich habe dann versucht mit Coupled Temperature-Displacement zu Verfahren.

1. Materialwerte habe ich beibehalten
2. Elementtyp auf Coupled Temperature-Displacement geändert
3. 2 Steps wieder erstellt (HeatUp, CoolDown)
4. Temperature Boundary Condition für beide Steps entsprechend erstellt
5. Interaction mit Radiation erstellt und Ambient Temperature 0 gewählt (Absolut Zero Constant = -273.15 und Boltzmann = 5,67e-8 gewählt)

Dabei kommen ungefähr die selben Ergebnisse wie mit dem ersteren Verfahren.

Um genauer zu sein habe ich mir vorgestellt den Träger von außen auf 800 C° zu erhitzen und diesen dann natürlich bei Raumtemperatur abkühlen zu lassen. Ich bin mir nicht sicher ob das generelle Vorgehen so wie ich es bisher gemacht habe für meinen Fall richtig ist.

Wäre dankbar wenn mir jemand helfen könnte.

Grüße
Carl

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Die Frage ist, woher kommen in der Realität die Eigenspannungen. Kommen sie durch einen verhinderte Dehnung aufgrund angrenzender Bauteile oder eher durch die ungleichmäßige Dehnung im Bauteil, wenn die äußeren Regionen schneller warm/kalt werden als die inneren Bereiche des Bauteils?

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Hallo Mustaine,

Die Eigenspannungen entstehen durch die ungleichmäßige Dehnung im Bauteil. Am Rand kühlt der Körper schneller ab als im Kern. Dadurch entstehen Druckspannungen an den Rändern und im innern sind Zugspannungen vorzufinden.

Grüße
Carl

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Dann müsste du das in einer therm. Analyse simulieren und diese räumliche und zeitlich Variation der Temperaturen in der mech. Analyse aufbringen. Also eine ganz normale sequentiell-gekoppelte Analyse durchführen.
Alternativ ginge auch eine voll-gekoppelte Analyse.

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Hallo,

ich habe in Bezug auf die Eigenspannungen weiterhin Probleme. Und zwar habe ich nun vor eine Heat Transfer Analyse durchzuführen und den entstehenden Temperaturverlauf als Field in eine Coupled Temperature-Displacement Analyse einzufügen. Es scheitert schon bei Heat Transfer.

Ich habe dazu ein paar Fragen:

Meine Überlegung war es den I-Träger auf 800 C° durch Umgebungstemperatur zu erhitzen. Dazu habe ich mit Interaction eine surface radiation erstellt, die mit einer Amplitude auf die gewünschte Temperatur steigt. Es entsteht aber kein Temperaturfluss im Bauteil, sondern bleibt konstant über dem ganzen Träger. Ist dies überhaupt mit surface radiation möglich einen Körper zu erhitzen oder sollte ich da besser eine Boundary Condition mit der Temperatur erstellen?

Nach der Erhitzung möchte ich nun durch Konvektion mit der Umgebung den Körper abkühlen. Dazu habe ich die Konvektion mit surface film condition erstellt. Der Körper kühlt sich jedoch nicht ab. Ist mein Ansatz falsch oder gibt es einen besseren Weg Konvektion zu realisieren?

Gibt es Bücher oder Webseiten in denen Temperaturabhängige Werte von Stahl für den E-Modul, Wärmeleitfähigkeiten, spezifische Wärmekapazität tabellarisch angegeben sind?

Grüße

[Diese Nachricht wurde von AmateurIngenieur am 24. Jan. 2015 editiert.]

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Wenn es dir eigentlich um den Abkühlvorgang geht, kannst du dein Bauteil schon mit einer Initial Temperature (bei Predefined Field) von 800 starten lassen. Über Film Conditions und Radiation kann dann direkt das abkühlen simuliert werden.

Bzgl. Materialdaten kannst du ja im Example Problems Manual in den Beispielen mal schauen.

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Hallo,

danke es hat alles super funktioniert. Ich bekomme Spannungen bei der Abkühlung heraus.
Habe das jetzt mit Coupled Temperature-Displacement gelöst. Temperaturabhängige Materialdaten habe ich aus dem Eurocode.

Ein paar Fragen hätte ich aber noch:

1. Kann ich in Abaqus einstellen das die Spannungen für t = unendlich berechnet werden? Ich habe versucht mit Steady-State Response

zurechnen aber da gibt es mir keine Spannungen im Querschnitt aus. Und mit Transient dauert die Berechnungszeit für sehr lange Zeitperioden

ziemlich lange. Mit der Inkrementierung hatte ich auch meine Probleme gehabt bis es richtig lief.

2. Wenn ich ein Predefined Field im Initial Step angebe bedeutet das, das Field in nachfolgenden Steps mitgeführt wird oder bleibt das Field

nur im Initial Step vorhanden? Also wenn ich jetzt ein Predefined Field mit einer Temperatur von 1000 C° im Initial Step angebe, bleibt die

Temperatur im Abkühlungsstep vorhanden oder geht dieser Wert auf 0? Falls ja, welche Einstellungen kann ich machen damit dieser Wert nur im

Initial Step vorhanden ist?

Grüße
Carl

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Steady-State entspricht einem Vorgang ohne physikalischen Zeitbezug (wie Statik).

Die Initial Condition ist nur der Anfangszeitpunkt. Die Werte können sich während der Simulation ändern. Ob und wie sie das tun, hängt von deinen anderen Vorgaben ab.

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