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RZT_4_Inital_VR_157_0-01_s.txt

Hallo,
ich versuche momentan, einen ringförmigen Körper aus Polyamid (E = 2200 MPa) zum Rotieren zu bringen. Zum Aufbringen der Rotation verwende ich einen Referenzpunkt, der über einen Coupling Constraint (Kinematic) mit der Innenseite des Rings (C3D8R Solid-Elemente) verbunden ist. Der gleiche Referenzpunkt besitzt von Anfang an dank einer BC nur einen Drehfreiheitsgrad um die z-Achse. 
Die Rotation bringe ich in einem zweiten Step mit einer BC (Angular Velocity) auf, mit VR3 = 157 rad/s, was etwa 25 Hz entspricht.
Der Step ist „Dynamic, Explicit“ mit 0.01 s, der Ring mach also eine Drehung um ca. 90°.
In Input-Datei für diesen Fall habe ich angehängt.

FRAGE 1:
Ist es ok, beide BCs und das Coupling am selben Referenzpunkt aufzubringen?

FRAGE 2:
Aus welchem Grund schwellen die Mises-Spannungen immer wieder auf (max 25 MPa) und ab (max 0,6 MPa)? Liegt das an „kinematic coupling“ zwischen der Innenseite des Rings und dem Referenzpunkt? Macht das physikalisch Sinn, insbesondere da die Zugfestigkeit bei gut 60 MPa liegt?

FRAGE 3:
Kann das An- und Abschwellen der Mises-Spannungen mit den Beschleunigungen zusammenhängen, die in etwa im gleichen Rhythmus (z.B. Schritt 3-6 = Step Time 1.5 E-3 bis 3 E-3) wie die Spannungen an- und abschwellen?

FRAGE 4:
In anderen Simulationen mit zwei Zahnrädern habe ich mit einem „Dynamic, Implicit“-Step gearbeitet und ebenfalls eine Winkelgeschwindigkeit in einem eigenen Step aufgebracht. Dabei haben sich die Zahnräder  (bei Deformation Scale Factor = 1) in Radialrichtung extrem aufgebläht, bei hohen Winkelgeschwindigkeiten bis Faktor 100. Das trat auch dann auf, wenn ich am zweiten Zahnrad ein Bremsmoment angelegt habe. Durch das Aufblähen haben sich die Zahnräder natürlich schnell verklemmt. Die Aufblähen tritt bei „Dynamic, Explicit“ nicht auf.
Was kann der Grund sein, dass es bei Implicit zum „Aufblähen“ kommt und bei Explicit nicht?

Vielen Dank im Voraus 

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1)Sollte problemlos funktionieren
2)Dynamische Rechnung -> die Spannungen müssen schwingen
3)Der Anfahrvorgang verläuft vermutlich stoßartig => Schwingungen, auch in den Spannungen
4) Die implizite Rechnung war vermutlich ohne Berücksichtigung der geometrischen Nichtlinearität. Theorie erster Ordnung, kein Update der Geometrie, Teile werden größer bei Drehung. Explizit rechnet immer geometrisch nichtlinear.

Vermutlich könnte man Dein Problem auch statisch/implizit rechnen. Lasten wären dann Volumenkräfte (DLOAD) für konstanten Hochlauf (Typ ROTA) und Betriebszustand (Typ CENTRIF)

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Pam

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In der .inp wird die Last von jetzt auf gleich aufgebracht. Das ist sicherlich nicht gewollt. Eine Amplitude oder Initial Conditions könnten helfen.

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txt.zip

Vielen Dank für die Antworten!

@ Pam Crash: Kannst du bitte nochmal erläutern, warum bei einer dynamischer Rechnung die Spannungen grundsätzlich schwingen müssen. Oder war das speziell auf meinen (im ersten Inkrement) beschleunigten Zylinder bezogen?

Zu 4) Mit Nlgeom tritt das „Aufblähen“ bei der Abaqus/Standard-Simulation tatsächlich nicht mehr auf, vielen Dank. Allerdings kommt es bei gleichem Netz etc. zu stärkeren Verzerrungen der Zähne als bei der expliziten Simulation.

Ich möchte später die Schwingungen der Zahnräder untersuchen. Dazu meine Fragen:

FRAGE 5:
Zu Beginn der Simulation soll bereits eine vorgegebene Winkelgeschwindigkeit herrschen. Ist es möglich, das vorzugeben, oder muss ich die Geschwindigkeit immer mit einer Rampe erhöhen, um extreme Anfahrbeschleunigungen (die ja real im Betriebszustand nicht vorhanden wären) und hohe Spannungen zu vermeiden?
Wenn das mit dem Vorgeben nicht geht, verfälscht die Beschleunigung ja vermutlich meine Ergebnisse, außer ich lasse die Zahnräder ziemlich lang rotieren oder?

FRAGE 6:
Macht es einen Unterschied, ob man die BC für die Rotationsgeschwindigkeit schon im Initial Step definiert oder erst im darauffolgenden Step? Bei den beiden Simulationen mit Rampenfunktion (linearer Ansteig + MAX ab 10 % der Step-Zeit), bei denen ich das variiert habe (s. Anhang), sehe ich keinen Unterschied in den Ergebnissen.

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Frage 5: Schau mal im Manual nach Initial Conditions bzw. in /CAE nach Predefined Fields.

Frage 6: Es macht keinen Unterschied.

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