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Autor Thema:   Aufschrumpfungsprozess (91 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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.Marlies.
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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

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