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Hallo liebe Forengemeinde,

ich beschäftige mich momentan mit der Modellierung von Rohrleitungen unter Innendruck.
Dabei habe ich mich schon einige Male gefragt welche Möglichkeiten es in Abaqus gibt das "Ende" einer Leitung darzustellen ohne einen "Deckel" zu modellieren. Ich möchte schlicht nicht die ganze Leitung modellieren. Die Axialspannungen im Rohr kriegt man ja einfach dadurch dass man auf die Stirnfläche eine flächige Zuglast aufbringt, die man sich über den Rohrinnendurchmesser bestimmen kann.

Wenn man das aber so macht, kommt es ja am Ende der Leitung infolge des Innedrucks zu einer trichterartigen Aufweitung des Rohres...

Wie kann man das vermeiden? In Realität passiert dies ja nicht, da Rohre dort ja nicht einfach aufhören, sondern ein Deckel, eine Amatur oder ähnliches kommt.
Achsensymmetrische Modelle kann ich leider auf Grund der räumlichen Geometrie und von Zusatzlasten nicht nutzen.

Liebe Grüße,

Heike

[Diese Nachricht wurde von Ababa am 21. Mai. 2016 editiert.]

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Wenn du nicht genauer beschreibst was für ein Verhalten du am Rohrende abbilden möchtest, kann dir keiner sagen wie man das machen könnte. Welche Deformationen sollen möglich sein und welche nicht? Soll sich die Region auch noch im Raum bewegen können?

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Letztendlich müsstest Du auf der Schnittfläche Symmetrierandbedingungen aufbringen für das perfekte Modell. Die Schnittfläche muss eben bleiben und, im Falle von Schalenelementen, Verdrehungen um die Tangentialachse (2-Richtung im zyl. Koordinatensystem) wären zu unterdrücken. Randbedingungen (BOUNDARY) scheiden aus, da das Rohrende dann gelagert wäre. Ich würde mit einem zylindrischen Koordinatensystem und einem modifizierten KinematicCoupling mit einem RP in der Rohrmitte operieren.

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Pam

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Hallo Mustaine, hallo Pam,

sorry für die etwas unverständliche Ausdrucksweise und danke schon einmal für die Hinweise!
Das "Rohrende" soll sich in der Simulation praktisch so verhalten wie ein Ausschnitt aus dem Rohr.
Der Endquerschnittsfläche soll also eben bleiben und die zylindrische Form des Rohres soll erhalten bleiben.
Das ganze sollte aber die Radial-,Tangential- und Umfangsspannungen nicht beeinflussen.

Liebe Grüße,

Heike

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Danke nochmal für den Tipp.
Ich habe jetzt eine ganze Weile mit Kinematic Couplings rumprobiert, komme aber einfach auf keine Lösung.
Wie würdest Du (Pam) denn das Problem genau angehen?

@Mustaine: Ja, dass Rohrende sollte sich danach noch im Raum bewegen können.

Liebe Grüße,

Heike

PS: Ich arbeite ausschließlich über das Inputfile...

[Diese Nachricht wurde von Ababa am 22. Mai. 2016 editiert.]

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Kannst Du so ein Rohrende hochladen? Inputdeck ist ok, ich bin auch editor-Fan.

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Pam

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Hallo Pam,

hochladen darf ich leider auf Grund von Geheimhaltungsvereinbarungen etc. nichts.
Die Rohres sind mit Solid Elementen vernetz und auf der Stirnfläche liegt auch bereits ein Knotenset vor.

Mein Vorgehen sah in Form von Pseudocode wie folgt aus:

*NSET,NSET=Referenzknoten_B
----Hier stehen die Knotennummer und die Koordinaten von Punkt B, das Knotenset enthält nur B
...
...
...
*NSET,NSET=Knote_Stirnflaeche_Rohrende
----Hier stehen die Definitionen aller Knoten auf der Stirnfläche des Rohrendes
...
...
...
*ORIENTATION,NAME=ZYL_KOS_ROHRENDE,DEFINITION=COORDINATES,SYSTEM=CYLINDRICAL
Xa,Ya,Za,Xb,Yb,Zb ----------Punkt A und B liegen auf der Symmetrieachse des Rohres,
...                         wobei A am Rohrende liegt und B ein paar Elemente "tiefer" im Rohr
...
...
*KINEMATIC COUPLING,REF NODE=Referenzknoten_B,ORIENTATION=ZYL_KOS_ROHRENDE
Knoten_Stirnflaeche_Rohrende,3

Referenzknoten_B habe ich dann noch mir Boundarys in allen Freiheitsgraden (1-6) gesperrt.

Damit sollte die Stirnfläche am Rohrende ja eigentlich eben bleiben, da sich sich in 3- Richtung des lokalen Zylinderkoordiantensystems nicht mehr bewegen darf...

Habe ich irgendwo einen generellen Denkfehler gemacht?

Leider habe ich gerade keinen Zugriff auf Abaqus, weshalb ich die Fehler die aufgetreten sind nicht nennen kann.

Liebe Grüße,

Heike

*Edit: Fehler beseitigt

[Diese Nachricht wurde von Ababa am 22. Mai. 2016 editiert.]

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So etwa könnte es funktionieren. Ausprobieren!. Ich würde allerdings die Boundary am RP komplett weglassen und zusätzlich die 4+5-Richtung constrainen.

Alternativ könnte man auch ein großes R3D4-Rigid Element mit Hilfe eines NoSeparation Contacts auf der Schnittfläche befestigen. Der Querschnitt bliebe eben, keine weiteren Zwänge.

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Pam

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Hallo Pam,

könntest Du die Variante mit dem Ridgid-Element vielleicht etwas näher erläutern?

Ich krieg es zwar hin, ein Ridgid Element an der richtigen Stelle zu plazieren, aber irgendwie klappt es nicht es mit der Stirnfläche des Rohres zu verknüpfen.

Mein Vorgehen siegt wie folgt aus:
*ELEMENT, ELSET=Rigid_Elset, TYPE=R3D4
1,1,2,3,4
**
*RIGID BODY,REF NODE=1, ELSET=Rigid_Elset
**
*SURFACE,NAME=Rigid_Surface
1,SPOS
**
*SURFACE INTERACTION,NAME=Rigid_Stirn_Interaction
*SURFACE BEHAVIOR,NO SEPARATION
*CONTACT PAIR,INTERACTION=Rigid_Stirn_Interaction,TYPE=SURFACE TO SURFACE,ADJUST=0.01
Surface_Stirn,Rigid_Surface

Wenn ich das mache sehe ich das Rigid Element im CAE es bleibt aber immer an seinem Ort.....

Liebe Grüße,

Heike

[Diese Nachricht wurde von Ababa am 23. Mai. 2016 editiert.]

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Die Karten sehen perfekt aus. Damit sich das Rigid mitbewegt einfach einen Knoten der Schnittfläche als RP verwenden (anstelle des Knotens 1). Ggf. kann es erforderlich werden minimale Reibung aufzubringen um eine Drehung des Rigids in der Ebene zu unterdrücken.

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Pam

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Hallo Pam,

danke schon einmal für die Bestätigung!

Wenn ich es wie von Dir vorgeschlagen mache, kommt allerdings eine Fehlermeldung das Master und Slave Fläche jetzt einen gemeinsamen Punkt hätten und die Rechnung startet nicht....

Liebe Grüße

Heike

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rohr_inp.txt

Anbei ein Beispiel (input datei) zum Thema.

Der Trichtereffekt ist beobachtbar, dürfte aber in Realität zu vernachlässigen sein

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Pam

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Danke Pam!

Sobald ich wieder Zugriff auf Abaqus habe werde ich es testen 

Liebe Grüße,

Heike

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