---

Hallo!

Ich habe mich über die Spannungen die CATIA ausgibt sehr gewundert!
Rechne ich ein Teil mehrmals mit unterschiedlichen Netzfeinheiten erhalte ich bei jeder Rechnung extrem verschiedene Ergebnisse (Faktor 2, 4…nach oben offen).
Dem entgegen stehen die Verformungen. Diese weichen so gut wie gar nicht voneinander ab.
Um diesem Phenomen weiter auf den Grund zu gehen habe ich einfache Konvergenzuntersuchungen gemacht.
Ein einfacher Kragbalken 10x10x100 mit einer Last am Ende (100 N) sollte hier genügen. Dieses Modell hat den Vorteil, dass man die Ergebnisse direkt mit dem analytischen Ergebnis vergleichen kann.
So:
Die Verformungen konvergieren sehr gut an das analytische Ergebnis.
Die Spannungen zunächst auch, jedoch wachsen sie bei weiterer Netzverfeinerung ab einem bestimmten Punkt extrem an (Statt den erwarteten 60 N/mm2 geht es auch bis 400 N/mm2 hoch).
Warum ist das so? Und was bestimmt den Umschlagpunkt? Sind das Rundungsfehler die sich verstärken?
Und viel wichtiger: Wie kann ich nun abschätzen welchen Spannungen ich einigermaßen „vertrauen“ kann? 

Gruß,

Malachy

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo Malachy,
die Spannung steht bei deiner Rechnung als ein GEsamtergebnis oder anders gesagt als eine Differenz zur Ausgangslänge dar.
Beim Spannungsergebnis wird  die Maximalspannung angegeben. Hier schau dir die Randknoten an. Sowohl an der Einspannstelle wie auch an der Krafteinleitungsstelle werden deine Max. Spannungen auftreten. In der Mitte deines Balkens wird das Ergebnis ziemlich genau sein, am Rand nicht. Bei zu feiner Vernetzung kommt es am Rand zu Singularitätsproblemen die zu hohen Spannungen führen.
Um deine Berechnung exakter zu gestalten würde ich ein Modell aus Flächenelementen nehmen. Hier solltest du die Randknoten mit 0.5xF/Knoten belasten. Es wird zwar immer noch am Rand etwas von der ZUFUSSRechnung (:-)) abweichen, aber das Ergebnis wird insgesamt genauer.
Gruß!

------------------
rellika

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Danke für die Antwort Relika!

Das mit den Singularitäten ist mir bekannt. Dies wollte ich in meiner Testrechnung entschärfen, indem ich keine Kanten- oder Randelemente verwende. Ich drücke auf eine kleine Fläche die einen Abstand zu den Rändern hat und spanne auch eine Fläche ein, die im Körper liegt. Klappt erst sehr gut, bis dann der "Umschlagpunkt" kommt und die Spannungen in den Himmel schießen. Dies ist aber auch nur ein Test um "richtige" Modelle zu rechnen. Bei diesen habe ich ja das Problem zu entscheiden, ob die ausgegebenen Spannungen Sinn machen (Sie variieren auch an Stellen, an denen keine direkte Last oder Einspannung wirkt!).

Aber noch was anderes: Du schlägst ja vor mit Flächenmodellen zu rechnen. Diesen muss man aber ja eine Dicke zuordnen. Wie bestimmt man hierfür einen sinnvollen Wert?`Ist doch abhängig von dem Tiel, welches man vernetzt!
In meinem Fall habe ich mal den Biegebalken mit dem Standardwert von 1 mm vernetzt und die Biegung ist zu hoch (0,25 mm anstatt richtigen 0,2 mm).

Gruß,
Malachy

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Shellelemente werden eigentlich für Bleche eingesetzt. Hier wird normalerweise in der MItte des Bleches eine Fläche erzeugt "midsurface". DEm Element wird die entsprechende Dicke zugeordnet. Shellelemente sind in so fern besser dass diese (die Knoten) alle 6 Freiheitsgerade also 3xTranslation + 3xRotation übertragen. Die Knoten der Solidelemente lediglcich nur die 3translatorische, aber das weißt du bestimmt bereits alles. Daher eignen sich die Shellelemente besser um Balken und Co z.B. fürs Studium zu rechnen. Am besten nimmst du aber ein enfaches Beamelemente um Verformungen zu erzeugen.
Wann du die Shell und wann die Solidelemente eingesetzt werden ist eine Frage der Performance. Um eine Wand mit Solids zu vernetzen und ein aussagefähiges Ergebnis zu bekommen muß du 3Elemente in der Wanddicke unterbringen (hier streiten sich die Experten:-)). Ich gehe immer davon aus dass es eine neutrale Faser geben muß, daher 3 Elemente. Jetzt stell dir vor (übertrieben) du muß eine Fahrzeugtür mit der Blechstärke 1,5mm mit Solids vernetzen (TE10!)! Nein lieber nicht vorstellen. 
Gruß!

------------------
rellika

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP