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Hallo Experten,
ich habe eine Frage zu einer relativ speziellen Anwendung. Ist es möglich ein beliebiges Volumen (z.b. einen Quader) mit Fasern (Zylindern) statistisch zu füllen. D.h. ich möchte selbst keine geometrische Ordnung festlegen wie dies beim Mustern erfolgt sondern die Ordnung zufällig durch die CAD-Software definieren lassen. Ich habe dabei vor einen Kunststoff auf Wärmeleitfähigkeit unter der Zugabe von Kurzfasern zu simulieren. Die Materialdefinition würde ich mit PTC machen, die Simulation selbst durch Export zu Abaqus.

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Ich meine das geht nicht, weil im CAD keine Zufallsgeneratoren eingebaut sind.

Es gibt für Blechzuschnitte oder Kabelbündelung sogenannte "Verschachtelungs"-Programme.

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Die Aufgabe bestünde also (in Deinem Beispiel) darin, Zylinder zufälliger Grössen und Positionen darauf zu prüfen, ob sie a) in den Quader passen und b) dabei mit anderen, zuvor bereits positionierten Zylindern kollidieren. Und das solange, bis irgendein Abbruchkriterium erreicht ist (z.B. maximale Anzahl von Versuchen). Habe ich das richtig verstanden?

Da in CoCreate Modeling (aka Creo Elements/Direct Modeling) eine vollständige Programmiersprache (Common Lisp) eingebaut ist, in der man beliebige mathematische Berechnungen anstellen kann, kann man sich das natürlich unter Einsatz von algorithmischem Hirnschmalz bauen. Zufallszahlen hat Lisp natürlich auch, siehe https://www.cs.cmu.edu/Groups/AI/html/cltl/clm/node133.html, und mittels der Funktionalität aus dem Integration Kit kann man, sobald man einen Zylinder berechnet hat, selbigen auch im CAD-Modell erzeugen und positionieren.

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CoCreate Modeling FAQ: http://www.clausbrod.de/CoCreateModeling/ - Blog: http://www.clausbrod.de/Blog

[Diese Nachricht wurde von clausb am 09. Feb. 2016 editiert.]

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Auch wenn eine derartige Problemstellung sicher eine Herausforderung für Programmierer sein mag, bezweifle ich doch die Sinnhaftigkeit.
Fällt schon die erste (CAD-) Stufe eines solchen 3D-Zylinder-Tetris nach meinem Empfinden unter den Tatbestand der CPU-Quälerei, glaube ich nicht, dass ein Simulationsprogramm da auch nur irgendwelche, geschweige denn realistischen Resultate liefern kann

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meine LISP-Makros sind auf osd.cad.de Disclaimer
Grüße aus Wien

Walter

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Walter, zur Sinnhaftigkeit hat Tfr90 ja schon etwas gesagt:

Zitat:

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Ich habe dabei vor einen Kunststoff auf Wärmeleitfähigkeit unter der Zugabe von Kurzfasern zu simulieren.

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Diese Fasern wären "im echten Leben" wahrscheinlich auch mehr oder weniger zufällig verteilt. Deswegen kann ich die Aufgabenstellung schon nachvollziehen. Wie effizient man das in einem 3D-Volumenmodellierer simulieren kann, ist eine andere Frage. Die Antwort hängt wohl auch von den Parametern ab, also: Wie gross sind die Fasern (Zylinder) gegenüber dem umgebenen Körper (Quader)? Wieviele Fasern sollen zugesetzt werden? Und müssen bei der Simulation Kollisionen von Fasern vermieden werden, oder sind Kollisionen für das Simulationsresultat vernachlässigbar?

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Zitat:

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Original erstellt von Walter Geppert:
Auch wenn eine derartige Problemstellung sicher eine Herausforderung für Programmierer sein mag, bezweifle ich doch die Sinnhaftigkeit.
Fällt schon die erste (CAD-) Stufe eines solchen 3D-Zylinder-Tetris nach meinem Empfinden unter den Tatbestand der CPU-Quälerei, glaube ich nicht, dass ein Simulationsprogramm da auch nur irgendwelche, geschweige denn realistischen Resultate liefern kann

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Ja sehe ich genauso.
Ich würde dort einen Massiv-Körper modellieren und die Materialparameter aus Labormessungen definieren.
Messungen benötige ich sowieso um meine Berechnungen zu verifizieren.

Roman

[Diese Nachricht wurde von Roman am 10. Feb. 2016 editiert.]

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Also erst mal etwas zur Sinnhaftigkeit. Simulation und Versuch sind sicherlich zwei zu unterscheidende Analyemethoden. Prinzipiell soll die Simulation nur als Abschätzung der Messwerte dienen.

Die Erzeugung von Mikrostrukturmodell gemäß meiner Problemstellung erfolgt in einer Reihe von wissenschaftlichen Arbeiten mit dem Programm Digimat mit dem Modul Digimat FE. Die Ergebnisse solcher Simulation liegen i.d.R. im Bereich der real gemessenen Daten (d.h. sie liefern brauhbare Abschätzungen).Das Programm ist jedoch leider zu teuer, um es für eine einmalige Berechnung zu kaufen....

Ich möchte auch meine Problemstellung noch etwas konkretisieren.

Im Prinzip will ich einen Faservolumengehalt von 60 % simulieren. Die Faserlänge soll die Länge des Probewürfels haben(unidirektionale Verstärkung), in der die Fasern statistisch verteilt werden sollen (statistisch weil die Fasern nie äquidistant ausgericht sein werden).
Dieser Probewürfel mit der entsprechenden Faserfüllung soll mein RVE darstellen und somit ein repräsentatives Volumen des Faserverbundes sein.
Die Kollision (aber keine Durchdringung)der Fasern sollte in meinem Modell nachgebildet werden, da in der Praxis tatsächlich Fasern-Faser Kontakte vorliegen können (z.b. als Folge der Verbundherstellung).

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OK, das sieht schon weitaus friedlicher aus.
In einen gegebenen quadratischen Querschnitt willst du also zufällig so viele Kreismittelpunkte einpassen, dass einerseits ihre Gesamtanzahl mit gegebenem Kreisdurchmesser ca 60% der Quadratfläche entspricht und jeder Punkt von jedem Anderen mindestens um den Kreisdurchmesser entfernt ist. Das sollte programmtechnisch einigermassen zu stemmen sein. Ein paar Iterationen mehr oder weniger hält die CPU schon aus 
Dann einen Faserzylinder der Reihe nach entsprechend dieser Punkteliste platzieren und fertig

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Grüße aus Wien

Walter

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