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Autor Thema:   Aufschrumpfungsprozess (397 mal gelesen)
.Marlies.
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Abaqus/ CAE 6.12-3 Standard

erstellt am: 14. Nov. 2017 21:43    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo liebe Abaqus-Profis,

ich bin neu im Simulationsbereich und arbeite mich gerade ein, habe aber leider seit Tagen keine Antwort auf mein Problem gefunden.
Meine erste Aufgabe sollte eine Simulation eines Hohlzylinders sein, welcher auf einen Kern schrumpft.
Ziel des ganzes sollte die Ermittlung des Kontaktdruckes/Spannungen sein (zunächst rein elastisch).

Für die Aufgabe habe ich ein Viertelmodell des Hohlzylinders erstellt und ihm die elastischen Materialkennwerte E-Modul, Ausdehnungskoeffizient und Poissonzahl zugewiesen. Selbiges für den Sandkern (den ich allerdings als Vollmodell erstellt habe).
Aus beiden habe ich dann ein dependent Assembly erstellt mit direktem Kontakt und die Teile gemeshed. Hier habe ich alle möglichen Elemente ausprobiert und als letztes C3D8H verwendet.
Um die Temperatur ins Spiel zu bringen habe ich zwei predefined fields erstellt mit jeweils Anfangstemp. im initial step und Endtemp in step 1.
Nun meine zwei Fragen:
1) Wenn ich die Teile mit Abstand zueinander simuliere schrumpfen sie, aber verschieben sich zum Teil auch in x-,y-z-Richtung, wie kann ich sie fixieren sodass ich aber dennoch das Schrumpfen in alle Richtungen zulasse? Sprich nur z.B. die Symmetrielinie/Schwerpunkt der Bauteile fixieren?!
2) Welche Kontaktbedingung muss ich erstellen, damit zwar beide Teile schrimpfen, aber der Alu-Zylinder aufgrund stärkerer Schrumpfung Druck auf den Kern ausübt?
Habe zwei Varianten versucht: -general contact, beide Teile und "hard contact", sowie Reibkoeff für Translation, dann schrumpft mein Alu-Teil bei der Simulation in den Kern rein
- surface fo surface zwischen Mantelfläche des Kerns und Innendurchmesser Zylinder mit Interference fit und shrink fit, wieder "hard contact" und Translation mit Reibkoeff., es enstehen zwar Spannungen aber die Teile schrumpfen nicht mehr und CPress steht zwar zur Auswahl ist aber leer.
3) wie kann ich sinnvoll die Spannung über Temperatur darstellen und wie meine Werte auswerten?


Besten Dank schonmal ind noch einen schönen Abend!

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Mustaine
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Abaqus

erstellt am: 15. Nov. 2017 16:36    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für .Marlies. 10 Unities + Antwort hilfreich

zu 1)
Bei dem Viertelbauteil ist es recht simpel Wenn die beiden Symmetrieebenen mit Symmetriebedingungen versehen sind, braucht man nur noch eine Translation an einem Punkt verhindern.

Bei Vollmodellen ist es schwieriger. Generell ist es möglich, mit Randbedingungen die Starrköperbewegungen zu entfernen ohne das Bauteil (ein Solid) künstlich zu zwängen. Man sperrt dafür an einem Punkt alle 3 Translationen. Damit muss man sich nur noch um die 3 Rotationen kümmern. Hierfür sperrt an einem weiteren Punkt 2 Translationen und an einem dritten eine letzte Translation.

Alternativ kann man mit weichen Federn, der Option "Inertia Relief" oder Stabilisierung arbeiten.


zu 2)
Fang mit General Contact an. Wenn du im Postprocessing durchdringungen siehst, kann das zwei Gründe haben: Erstens, du hast einen Skalierungsfaktor größer 1 in der Darstellung. Zweitens, die Penalty-Steifigkeit ist zu gering für den Kontaktdruck. Hierfür kann man in den Kontakteigenschaften die Steifigkeit hochskalieren.


zu 3)
Du meinst sicherlich einen xy-Plot. Hierfür musst du dich auf einzelne Punkte (Knoten) beziehen. Für diese kannst du die Temperaturen und Spannungen (extrapoliert von den Integrationspunkten) von den Felddaten abgreifen und danach gegeneinander plotten.
Siehe A/CAE Users Manual 47.2.2 Reading X–Y data from output database field output
und 47.4.39 Combining two X–Y data objects

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.Marlies.
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Abaqus/ CAE 6.12-3 Standard

erstellt am: 17. Nov. 2017 10:27    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo Mustaine,

vielen Dank für deine hilfreiche Tipps. Ich sitze da nun schon seit fast 2 Wochen dran und kriege mein Problem mithilfe des User Manuals einfach nicht gelöst und verzweifel.
1) Viertelmodell: die Symmetriebenen habe ich mit X- und Y-Symm versehen. Also das Programm weiß, wenn ich einen Punkt am Teil fixiere, dass die andere Seite sich auch nicht mehr bewegen kann aufgrund der Symmetrie? Bzw. weiß das Programm aufgrund meiner Symmet.-Beding. dass es sich eigentlich um einen Vollkreis handelt oder geht es nur davon aus dass links und rechts das selbe folgt (dann wäre es ja mit einem Punkt noch nicht festgelegt)?
Ich würde dann dort einen Datum-Point reinlegen und darauf ein Boundary festlegen oder? (so probiere ich es mal aus)

2) Laut User Manual brauche ich doch um shrink fit festzulegen einen Surface-to-surface-contact oder nicht? Und bei einem Aufschrumpfvorgang hätte ich dies nun für sinnvoll gehalten.
Bei General Contact habe ich bisher nix festgelegt ausser meine Kontaktart "hard contact" und Reibungskoeff. Wie kann ich denn den Skalierungsfaktor und Penalty ändern? Bzw. was genau bedeutet überhaupt Penalty, habe dazu nur Strafe als Übersetzung gefunden?!
Ich möchte ja, dass der Zylinder den Kern aufgrund der Schrumpfung "zusammendrückt"...

3) Probiere ich mich mal aus...

Besten Dank!!!!

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Mustaine
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Abaqus

erstellt am: 17. Nov. 2017 14:30    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für .Marlies. 10 Unities + Antwort hilfreich

Zitat:
Original erstellt von .Marlies.:
Hallo Mustaine,

vielen Dank für deine hilfreiche Tipps. Ich sitze da nun schon seit fast 2 Wochen dran und kriege mein Problem mithilfe des User Manuals einfach nicht gelöst und verzweifel.
1) Viertelmodell: die Symmetriebenen habe ich mit X- und Y-Symm versehen. Also das Programm weiß, wenn ich einen Punkt am Teil fixiere, dass die andere Seite sich auch nicht mehr bewegen kann aufgrund der Symmetrie? Bzw. weiß das Programm aufgrund meiner Symmet.-Beding. dass es sich eigentlich um einen Vollkreis handelt oder geht es nur davon aus dass links und rechts das selbe folgt (dann wäre es ja mit einem Punkt noch nicht festgelegt)?


Du musst zwischen Ebenensymmtrie und zyklischer Symmetrie unterscheiden und wissen was bei dir zutrifft. Beides kann in Abaqus definiert werden.
Durch die Symmetrie ist klar definiert, wie sich die Schnittebenen verformen dürfen (oder auch nicht). Genau das wird von Abaqus erzwungen wenn du eine entsprechende Bedingung anbringst. Die Ergebnisse representieren dann ein entsprechendes Segemnt.


Zitat:

Ich würde dann dort einen Datum-Point reinlegen und darauf ein Boundary festlegen oder? (so probiere ich es mal aus)

Nein, das funktioniert nicht. Ein Datum Point hat erstmal keine Verbindung zur Struktur. Selektiere einfach einen Geometriepunkt am Bauteil.

Zitat:

2) Laut User Manual brauche ich doch um shrink fit festzulegen einen Surface-to-surface-contact oder nicht? Und bei einem Aufschrumpfvorgang hätte ich dies nun für sinnvoll gehalten.

Shrink Fit setzt man ein, wenn sich die Bauteile (Netze) schon am Beginn der Analyse durchdringen. Bei dir dürfte das nicht der Fall sein, insofern brauchst du die Option nicht.


Zitat:
Bei General Contact habe ich bisher nix festgelegt ausser meine Kontaktart "hard contact" und Reibungskoeff. Wie kann ich denn den Skalierungsfaktor und Penalty ändern? Bzw. was genau bedeutet überhaupt Penalty, habe dazu nur Strafe als Übersetzung gefunden?!
Ich möchte ja, dass der Zylinder den Kern aufgrund der Schrumpfung "zusammendrückt"...

Die Penalty-Methode arbeitet quasi mit Strafthermen im Gleichungssystem, daher der Name. Stell' dir einfach vor, dass viele Federchen in den Kontakt gebaut werden, welche mit ihrer Steifigkeit gegen eine Durchdringung arbeiten. Diese Steifigkeit wird vom Gleichungslöser am Anfang der Analyse auf Basis der Materialsteifigkeiten abgeschätzt. Diese Schätzung kann aber daneben liegen, da das Programm ja nicht vorher wissen kann, was während der Analyse passiert. Deshalb kann man als Anwender die Steifigkeiten skalieren.

Man findet die Option in den Kontakteigenschaften, also ungeführ dort wo man auch den Reibfaktor eingibt. Dort gibt es die Option Mechanical -> Normal Behavior -> Constraint enforcement method=Penalty -> Scale stiffness factor
Du kannst ja mal einen Wert von 3 definieren und dann nach der Analyse prüfen, ob die Durchdringungen jetzt ausreichend klein sind. Ggf. halt nochmal anpassen.

Alternativ kann man auch die Option weglassen und Kontaktpaare definieren (Surface to Surface contact), und darin dann die Option "Node to Surface" aktivieren. Damit wird die "Direkte Methode" verwendet und nicht Penalty. Hierbei sollte es zu keinen Durchdringungen kommen. Allerdings ist die Methode numerisch anspruchsvoller für den Solver, weswegen sie nicht als default verwendet wird.

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erstellt am: 17. Nov. 2017 15:10    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


Test.txt

 
hier mal ein Auszug aus dem .inp-File

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Mustaine
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Abaqus

erstellt am: 17. Nov. 2017 17:26    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für .Marlies. 10 Unities + Antwort hilfreich

Die Datei ist leer.

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Abaqus/ CAE 6.12-3 Standard

erstellt am: 21. Nov. 2017 15:25    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


Test.txt

 
Oh tut mir leid, nun müsste was drin sein. Habe die Knoten rausgelöscht, damit die Datei nicht zu groß wird...

Ich bin meinem Ziel nun schon näher gekommen, habe es mal mit dem Viertelmodell und Kern gerechnet. Nun bin ich mir nur nicht sicher ob ich die richtige Symmetriebedingung gewählt hatte um eine zyklische Symmetrie zu bekommen und dem Programm klar zu machen, dass es sich nur um ein Viertel handelt.
Habe mich dazu schon versucht bei Abaqus zu belesen, aber bin noch nicht wirklich weiter gekommen 

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Mustaine
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Abaqus

erstellt am: 23. Nov. 2017 16:02    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für .Marlies. 10 Unities + Antwort hilfreich

Ohne Knoten kann ich mir das Modell nicht in A/CAE ansehen. Die Entscheidung ob du zyklische oder ebene Symmetrie nimmst, musst du treffen. Wenn du nur etwas aufschrumpfst, wäre wahrscheinlich Ebenensymmetrie ausreichend. Vermutlich kommt mit zykl. Symmetrie dasselbe raus.

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Abaqus/ CAE 6.12-3 Standard

erstellt am: 24. Nov. 2017 13:27    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


Datei.txt

 
Hallo,

vielen Dank für den Hinweis und auch deine guten Ratschläge!
Anbei die Datei mit Knoten, sorry, dachte ein Profi kann vielleicht anhand des Textes schon was erkennen und hatte deswegen die Knoten gelöscht.

1) Meine Überlegung wäre, ob es nicht einen Unterschied macht wenn das Programm nicht weiß, dass der Zylinder ganz geschlossen ist (Spannungsverteilung evtl. etwas anders?), mit der Ebenensymmetrie sage ich ja nur, dass an der angewählten Fläche selbiges Part sich wiederholt oder nicht?
Ich würde es gern mal vergleichen habe aber leider zu zyklischer Symmetrie nicht viel gefunden, als dass man ein axisymmetr. Teil erstellen kann (dies probiere ich gerade parallel aus) oder eine Auswahl über "Optimization Processes" (wobei ich mir hier nicht sicher bin wofür ich das gebrauche). Wie genau bestimme ich zyklische Symmetrie richtig?

2) Und zur Auswertung noch eine Frage: Wenn ich jetzt zB zwei Simulationen miteinander vergleichen möchte kann ich ja zB Spannung über Zeit ausgeben lassen. Nun habe ich das Problem dass die zwei Simulationen in versch. Periodenzeiten/Steps (15 vs. 100steps) fertig sind. Welche Möglichkeiten habe ich beide vergleichbar zu machen? (sodass sie vllt in der gleichen Zeit ablaufen, meine Idee war Increments, Größe der Elemente, Elemente und Periodenzeit gleichzusetzen, dann geht aber sicherlich die Größe des Parts noch mit in die Berechnung?)

Viele Grüße und besten Dank!

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erstellt am: 28. Nov. 2017 16:43    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo,

ich bin parallel dazu gerade daran das dazugehörige Vollmodell und das 2D-axisymmetric-Teil zu modellieren.
Leider frage ich mich gerade wie ich bei einem Zylinder Punkte als Lager definieren kann. Beim Viertelmodell ging es anhand eines Eckpunktes problemlos wie du beschrieben hattest.

Besten Dank schonmal

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Mustaine
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erstellt am: 30. Nov. 2017 16:48    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für .Marlies. 10 Unities + Antwort hilfreich

Ich habe mir das Modell mal angesehen. Beide Arten von Symmetrie dürfen nicht auf denselben Flächen aktiv sein.

Außerdem weiß ich nicht, warum das "shrink" noch drin ist.


Bzgl. Vergleich: Du kannst Time Points definieren und so Abaqus zwingen, zu bestimmten Zeitpunkten ein Inkrement zu berechnen.

Was ist das Problem mit Randbedingungen bei Axialsymmetrie? Da kann man auch Kanten und Punkte selektieren.

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.Marlies.
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erstellt am: 01. Dez. 2017 16:04    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


Axisymmetr_ZweiDModell.txt

 
Hallo Mustaine,

vielen vielen Dank erstmal für dein ständiges Antworten, du bist mir eine sehr große Hilfe sonst wäre ich eventuell schon verzweifelt.

Meine Fragen oben haben sich zum Teil erledigt, da ich sie - so glaube ich zumindest - gelöst bekommen habe.
Die inp-Datei die ich hochgeladen habe hat in der Tat noch einiges enthalten was ich schon längst geändert hatte, da ist irgendwie noch der alte Stand reingerutscht.
Habe eigentlich alles nach deinen Ratschlägen angepasst und momentan auch nur noch die Ebenensymmetrie drin.

1) Meine Frage wäre nur gewesen, wo der Unterschied zwischen Ebenensymmetrie und zykl. Symmetrie ist, also wie Abaqus das dann rechnet!? (rein fürs Verständnis bzw. wenn ich wüsste wie würde ich es gern mal ausprobieren)
2) Bzgl. Vergleich, habe mir da schon was überlegt, aber deine Idee mit Time Points und dann Field Output nur auf diese Time Points zu legen würde natürlich erhebliche Rechnenzeit sparen wenn ich sonst immer jedes Increment berechnen lasse?
3) Wie ich ein Boundary an Knoten/ Kanten etc. festlege habe ich nun rausgefunden
4) Ich habe noch ein Problem bei dem axisymmetric Teil und zwar habe ich eigentlich genau die selben Randbedingungen gesetzt, dennoch bekomme ich etwas komplett anderes raus. Muss ich hier aufgrund von 2D und axisymmetric noch irgendwas beachten? (habe inp-Datei mal angehängt)

Besten Dank dir nochmal!

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Mustaine
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erstellt am: 02. Dez. 2017 14:03    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für .Marlies. 10 Unities + Antwort hilfreich

1. Bei Ebenensymmetrie dürfen sich Knoten nur auf diesen Ebenen im Raum bewegen. Bei zykl. Symmetrie werden die Bewegungen beiden Schnittebenen relativ zueinander gleichgeschaltet.

2. Nein. Mit Time Points steuert man die Zeitpunkt der Ausgaben. Die generelle Inkrementierung wird damit nur minimal beeinflusst. Sie richtet sich primär nach der Konvergenz.

4. Das Modell hat nur wenig mit dem anderen zu tun. Hier wird nur ein Körper berechnet, der relativ ungehindert schrumpfen kann.

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erstellt am: 05. Dez. 2017 12:46    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo Mustaine,

vielen Dank für deine Antwort.
Was meinst du mit 4)? Aus meiner Sicht sind es die gleichen Randbedingungen?! Nur dass ich den Zylinder als axsymmetr. Platte darstelle?!
Worauf müsste ich im 2D noch achten?

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.Marlies.
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erstellt am: 05. Dez. 2017 13:16    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Also um dich kurz abzuholen: ich versuchen neben der Berechnung Viertelmodell-Kern zu beweisen dass man es nicht mit einem Vollmodell rechnen muss (zur Vereinfachung).
Hierfür habe ich ein Vollmodell, ein Viertelmodell und ein 2D-Modell ohne Kern erstellt und will sie lediglich auf eine definierte Temp. schrimpfen lassen. Damit sie sich nicht verdrehen/ verschieben habe ich dazu Voll-/ Viertelmodell festgehalten (Vollmodell wie du sagtest an drei Punkten klappt, Viertelmodell an einer Ecke und bei dem 2D-Modell kriege ich es noch nicht richtig hin). Famit möchte ich eigentlich nur untersuchen ob die Spannungen dann gleich sind und ich zur Vereinfachung nicht sogar ein axsymmetr. 2D-Modell hernehmen kann um Rechenzeit zu sparen.

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