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Hallo zusammen,

ich habe eine Frage zur Berechnung der Von Mises Spannung in Abaqus. Und zwar möchte ich diese über ein Skript selbst ausrechnen zur weiteren Datenverarbeitung. Dazu benötige ich die maximale Spannung.

Dazu verwende ich die GEH und rechne wie folgt:
sigma = WURZEL(0,5*((S11-S22)^2+...+6*(T12^2+T13^2+T23^2)))
(Dann immer die maximalen Werte von S11, S22 etc.)

Das Ergebnis stimmt aber nicht mit dem Ergebnis aus Abaqus überein. Wie also rechnet Abaqus die maximale Von Mises Spannung aus? 

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Greifts Du die Spannungskomponenten am Knoten oder an den Integrationspunkten ab?

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Pam

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Danke dir für die schnelle Antwort. Ich kenne mich leider mit Abaqus nicht gut aus. Wo kann ich das nachschauen? Der Wert wird mir auf jeden Fall am Knoten zwischen den Elementen angegeben.

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Moin,
also wie mein Vorschreiber schon richtig gesagt hast muss du aufpassen wo du die Spannungen abgreifst. Bei den Knoten wird ein jeweilig anteiliger Wert des anliegenden Integrationspunktes extrapoliert. Somit bildet der Knoten den Spannungstechnischen Mittelwert aller Integrationspunkte der jeweiligen Elemente um den Knoten ab.

Du könntest für eine einfache Überprüfung hier das "Probe Values" tool aus der Mittelleiste ganz unten wählen. Dort musst du die "Probe:" auf Element stellen und weiter rechts bei der Position den Integrations Pt auswählen. Dann musst du jeweils die Einzelkomponennten bei der Spannung auswählen, sprich S_11, S_22,....S_23 diese notieren und anschließend in die VM Spannungsformel einsetzten. Zack bekommst du die VM Spannung heraus.

Alternativ "einfach" eine Fortran Subroutine schreiben für linear elastisches Materialverhalten ggf. ideal plastisch oder mit kinematischer Verfestigung für mehr Stabilität und dort die VM Spannung berechnen lassen und dir als SDV ausgeben lassen. 

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Ich versuche das Ganze mal etwas ausführlicher zu erklären, damit die bereits gegebenen Antworten und auch die zu berücksichtigenden Aspekte deutlicher werden.

Der Solver (Abaqus/Standard oder /Explicit) berechnet die Spannungen und Dehnungen an den Integrationspunkten in den Elementen und schreibt den Spannungstensor bezogen auf diese Orte in die Ergebnisdatei. Man hätte in Abaqus an dieser Stelle schon Optionen um das auch anders zu machen, aber das ignorieren wir erstmal.

Wenn man die Ergebnisdatei dann in A/CAE öffnet um das Postprocessing durchzuführen und man sich die Mises-Spannung darstellen lasst, passiert automatisch folgendes:
- Die Daten der Spannungstensoreen werden unter Berücksichtigung der Elementformulierung an die Knoten extrapoliert. Hängen an einem Knoten z.B. 4 Elemente, hat man intern an dem Knoten nun 4 verschiedene Spannungstensoren.
- Aus jedem Spannungstensor wird die Mises-Spannung berechnet. Man hätte somit nun 4 Mises-Spannungen an dem Knoten. Dies könnte man ändern.
- Die 4 Mises-Spannungen werden gemittelt. Man hat dort also nur noch eine Mises-Spannung. Es wird nicht gemittelt, wenn die Unterschiede der 4 Werte zu groß sind (i.d.R. wenn Netz zu grob). Hier kommt diese Option 75% Avg. Threshold ins Spiel. Das könnte man ändern.
- Mit diesem einen Wert pro Knoten wird die Farbcodierung für den Contour Plot erstellt. Dies könnte man ändern.

Wenn du also unverfälschte Daten haben möchtest, solltest du an die Integrationspunkte gehen um dort die Tensordaten abzugreifen oder um dort direkt die Mises-Spannung berechnen zu lassen und abzugreifen.

Dafür gibt es verschiedene Möglichkeiten:
- Mises direkt vom Solver an den Integrationspunkten anfordern
- Tensor- oder Mises-Output direkt vom Solver in eine Textdatei anfordern
- mit Python direkt die .odb auslesen
- in A/CAE einen Report mit Field-Daten anfordern
- in A/CAE die Option Probe Value verwenden

[Diese Nachricht wurde von Mustaine am 22. Jan. 2021 editiert.]

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Vielen Dank für eure ausführlichen und schnellen Antworten. Jetzt habe ich das Ganze schon etwas besser verstanden - scheint auch komplexer zu sein, als ich anfangs mal vermutet habe. Am Knoten hängen tatsächlich zwei Elemente, sodass der Wert dann aus einer Mittelung beider kommen kann. Nach Mustaine hätte ich dann ja zwei Spannungstensoren. In Abaqus kann ich ja auch S11, S22, ... anzeigen lassen - aber wozu gehören diese Werte dann?

@Mustaine: Ich versuche mich gerade am Postprocessing und versuche die Output Datei mit einem Python Skript auszulesen. Zur Überprüfung, ob die ausgelesene Spannung stimmt, habe ich mir das Ganze mal in Abaqus angeschaut (die Idee ist, dass das Skript Output Dateien auslesen soll, ohne Abaqus zu öffnen).

In der Abaqus Doc gibt es hierzu schon eine Skript Vorlage:
https://abaqus-docs.mit.edu/2017/English/SIMACAECMDRefMap/simacmd-c-odbintroexamaxmisespyc.htm

Diese liefert mir aber eben nicht den Spannungswert, den Abaqus anzeigt (den hätte ich gerne). Kann mir jemand von euch Hilfestellung dazu geben, wie ich das Skript dementsprechend anpassen muss? Wie kann ich wissen, an welchen Elementen ich genau die Tensoren auslesen muss? 

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Was genau willst du haben bzw. machen? Was ist dein Ziel am Ende?

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Ganz kurz: Über ein Python Skript die maximale von Mises Spannung auslesen, die mir Abaqus im Programm selbst auch ausgibt (Sprich den oberen Wert der von Mises Skala).

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Verstanden.

Das sollte kein großes Problem sein. Allerdings muss das im Hintergrund über A/CAE gemacht werden, da dort erst bestimmte Dinge bzgl. Mises passieren.

Ich werde mal ein kleines Beispiel erstellen und melde mich morgen wieder.

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Super, ich danke dir vielmals! Ich habe schon andere Skripte mit dem Auslesen der maximalen Verschiebung erstellt. Einiges dürfte ich da ja wiedererkennen.

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Unten ist das Skript. Ich habe es so eingestellt, dass man es ohne GUI laufen lassen kann und die Daten in eine .dat geschrieben werden. Man gibt die .odb mit als Parameter auf der Kommandozeile an.

D.h. kopiere Skript und Ergebnisdatei in einen Ordner, öffne dort eine Kommandozeile und gib ein:
abaqus cae noGui=get_max_mises.py -- Job-1.odb

Skriptname und odb-Dateiname musst du natürlich passend zu deinen Dateien setzen.

Hier der Inhalt meiner get_max_mises.py. Wie du sehen kannst, verwende ich einen einfachen Befehl um den Max-Wert des Contour-Plots abzugreifen.

Code:

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from abaqus import *
from abaqusConstants import *
from viewerModules import *
import sys

# open odb
o1 = session.openOdb(name=sys.argv[-1], readOnly=True)

# display this odb and mises stress
session.viewports['Viewport: 1'].setValues(displayedObject=o1)
session.viewports['Viewport: 1'].odbDisplay.display.setValues(plotState=(
    CONTOURS_ON_DEF, ))
session.viewports['Viewport: 1'].odbDisplay.setPrimaryVariable(
    variableLabel='S', outputPosition=INTEGRATION_POINT, refinement=(INVARIANT,
    'Mises'), )
   
# read max contour value
maxvalue = session.defaultOdbDisplay.contourOptions.autoMaxValue

# write data to file
inname = sys.argv[-1].split('.')[0]
outname = inname+'_maxMises.dat'

f = open(outname, 'w')
f.write('File name: '+str(sys.argv[-1]))
f.write('\nMax Mises stress: '+str(maxvalue))
f.close()

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Klasse, danke dir! Funktioniert und gibt mir genau das aus, was ich gesucht habe. Jetzt werde ich nochmal genau nachvollziehen, was du dort gemacht hast 

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