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mieses.JPG

Hallo Leute,

ich versuche für meine Diplomarbeit ein paar reale bzw.analytische Ergebnisse mithilfe der FEM nachzubilden. Leider gelingt mir das weder mit Catia GPS noch mit Ansys Workbench.
In beiden Tools habe ich extra ein Material angelegt mit der für den Drahtdurchmesser passenden Zugfestigkeit aber leider werden alle berechneten Verformungen und Spannungen (Mieses) unter Krafteinwirkung viel zu hoch ausgegeben. Durch reale Versuche und analytischer Spannungsberechnung weiß ich das diese Ergebnisse nicht stimmen können.

Mit Netzgröße, SAG und Elementtyp (linear / parabolisch) habe ich schon etwas gespielt aber komme auf keinen grünen Zweig.

Hat jemand Rat für mich?

[Diese Nachricht wurde von Goddz am 19. Aug. 2014 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von Goddz am 19. Aug. 2014 editiert.]

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Servus,

das liegt wohl daran dass Du die Rechnung "linear" und nicht "nicht linear" machst! Da kann nix vernünftiges rauskommen...

Gruß
Daniel

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Kann ich das im GPS bzw Ansys iwie umstellen?

Der Catia Solver kann doch nur linear rechnen oder?

Welches Tool würdet Ihr mir empfehlen? Mit Abaqus hab ich vor längerem auch mal was gemacht und könnte das sich auch im Unternehmen testen.

Danke für eure Hilfe.

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Servus,

nein, umstellen kannst Du das nicht. Das gibt die normale Catia Funktionalität nicht her.
Der Standard-Solver rechnet nur linear.

Welches da jetzt besser ist kann ich auch nicht sagen.

Gruß
Daniel

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Ja das geht wohl nur indem man nichtlinare Solver (Abaqus) integriert.

Ich habe noch etwas weitergelesen und musste feststellen, dass gerade das simulieren von Federn wohl komplizierter ist als gedacht.

Hat jemand ein Tut für Ansys oder Abaqus?

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Servus

Zitat:

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Hat jemand ein Tut für Ansys oder Abaqus?

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Du könntest diese Frage mal in den entsprechenden Unterforen stellen (bitte erst danach Suchen oder mal nach den FAQs schauen)

Gruß
Bernd

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Warum einfach, wenn es auch kompliziert geht.

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Schraubenfeder.zip

Hallo Goddz,

ich habe eine konische Schraubendruckfeder zu einer zylindrischen abgewandelt. Part und Analyse habe ich in eine zip gepackt. Könntest Du eventuell die Parameter (Bild) und das Material anpassen und dann die CATIA-FEM-Analyse mit deinen Messwerten vergleichen. Schön wäre eine Rückmeldung.

Eine Feder kann immer mit CATIA berechnet werden, weil ja keine plastischen Verformungen auftreten dürfen.

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MfG
kle

[Diese Nachricht wurde von kle am 26. Sep. 2014 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von kle am 27. Sep. 2014 editiert.]

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Hallo kle,

ich habe es nun auch mit Catia GPS/GAS ganz gut hinbekommen. Zumindest Druck und Zugfedern lassen sich realitätsnah abzubilden. Dabei ist vor allem bei Druckfedern darauf zu achten, dass die Windungen nicht ineinander eindringen können.

Am we bin ich etwas im Stress aber ich kann die Ergebnisse gerne nächste Woche mal vergleichen.

Ich habe mir ein eigenes parametergesteuertes Modell erstellt. Kannst du mir bitte: Dm, d, F1, F2, s und nz der Feder nennen?

Gruß
Goddz

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SchraubenfedervMisesSkalierungsfaktoren.jpg

Hallo Goddz,

wenn Dein Problem gelöst ist, hat sich da ja erledigt. Trotzdem danke für Dein Angebot.

Wie sollen denn "Windungen ineinander eindringen"? Das geht doch gar nicht. Lediglich durch zu große Skalierungsfaktoren wird der optische Eindruck des Durchdringens erzeugt.

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MfG
kle

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Also ich musste bei der Simulation von Druckfedern auch das Eindringen der nichtfedernden Windungen in die Federnden verhindern, da auch bei Scalfactor 1 sich ein Überschneiden zeigte.

Mit deinen Dateien passiert bei mir das gleiche.

Dabei ergaben sich dann bei mir auch unterschiedliche Ergebnisse.

[Diese Nachricht wurde von Goddz am 28. Sep. 2014 editiert.]

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Hallo Goddz,

dass sich bei der grafischen Darstellung mit unterschiedlichen Skalierfaktoren die berechneten Verformungen und/oder Spannungen ändern sollen, ist eigentlich unvorstellbar. Bei meiner V5R19-Installation bleiben die Werte unverändert, wie auch auf dem beigefügten Bild an den max. von Mises-Spannungen ersichtlich.

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MfG
kle

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Bei einem Skalierungsfaktor von 1 sieht man die berechnete Verschiebung. Da durchdringen sich die Windungen.

Bei einer nichtlinearen Berechnung mit Kontakt ergibt sich ein ca. 10% geringere Verschiebung bei dem Modell aus Post #7.

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Hallo Mustaine,

bei veränderten Randbedingungen können sich die Ergebnisse unterscheiden, nicht aber wegen des Skalierungsfaktors (Größe der Erweiterung / Amplification Magnitude).

Bei meinem Federmodell ist die plan geschliffene Fläche der angelegten unteren Windung fest eingespannt.

Die CATIA-FEM-Simulation gilt nur für den linearen Bereich der Kraft-Verformungs-Kurve, also den Gültigkeitsbereich des Hookeschen Ge-setzes bis zur Proportionalitätsgrenze. Das trifft für Schraubenfedern zu. Wenn du von einer "nichtlinearen Berechnung mit Kontakt" sprichst, meinst du sicher die Kontaktsimulation, wobei du dann ein anderes FEM-Programm genutzt hast.

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MfG
kle

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Die Durchdringungen sieht man deutlich im Postprocessing bei einem Skalierungsfaktor von 1.

Die nichtlineare Analyse habe ich mit Abaqus gemacht. 10% Unterschied in den Verschiebungen sind einiges. Da muss jeder selbst entscheiden, ob eine lineare Analyse noch relevante Aussage bringt.

[Diese Nachricht wurde von Mustaine am 30. Sep. 2014 editiert.]

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B1SchraubenfvMisesSkalfaktSensoren.jpg B2vMisesKontaktFlachenloslager.jpg B3VerschiebungsgrosenKontaktbzw.Flachenloslager.jpg

Zitat:

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Original erstellt von Mustaine:
Die Durchdringungen sieht man deutlich im Postprocessing bei einem Skalierungsfaktor von 1.

Die nichtlineare Analyse habe ich mit Abaqus gemacht. 10% Unterschied in den Verschiebungen sind einiges. Da muss jeder selbst entscheiden, ob eine lineare Analyse noch relevante Aussage bringt.

[Diese Nachricht wurde von Mustaine am 30. Sep. 2014 editiert.]

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Woher kommen die 10 % Differenz bei den Verschiebungen? Das liegt doch sicher nur an der Wahl der Einspannbedingungen. Wenn die Auflagefläche der Feder bei der CATIA-FEM-Simulation einmal als Flächenloslager und andererseits als Kontakt (CATIA-Kontakt natürlich ungenau wegen Linearität) modelliert wird, ergeben sich meist (bei unveränderten Spannungen!) auch unterschiedliche Verschiebungen (B3 auch ca. 10 %). Mit linearer und nichtlinearer Analyse dürfte das bei einer Feder nur wenig zu tun haben.

So wie ich bei jeder FEM-Simulation die Spannungsspitzen der Knoten in den Bereichen der Lasteinleitung und der Auflager in der Regel als nicht relevant negiere (B2), muss ich je nach Zielstellung der Simulation auch die Lagerungsmodellierung anpassen.

Der Diplomand Goddz wollte seine Messwerte mit der FEM-Simulation vergleichen. Je nach der Stelle, wo er gemessen hat, sollten dort die Sensoren positioniert werden (B1). Die FEM-Lagerungs- und -Lastmodellierung darf diese Messpunkte nicht beeinflussen. Die Spannungen sind gem. B1 natürlich unabhängig von von der grafischen Darstellung mit verschiedenen Skalierungen. Gleiches gilt für die Verschiebungen. Die "Durchdringung" ist nicht real, sondern erscheint nur optisch so wegen der übertriebenen Skalierung.

Sollte jemand Probleme mit der Anwendung lokaler Sensoren haben, könnte ich Part und Analyse packen und hochladen.

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MfG
kle

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