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Model_90dgr_Ana90dgr_2mm_2.PNG

Hallo,

ich hatte diese Frage schon im Assembly Forum gestellt (https://ww3.cad.de/foren/ubb/Forum139/HTML/003508.shtml#000004), allerdings konnte ich dort bisher keine Antwort erhalten und ich glaube sie ist hier besser aufgehoben.
Ich versuche  einen Ring, der weitere Bautele zusammenhält im Zusammenbau in GSA zu analysieren. Zuerst war meine Frage, wie ich die Bedingung festsetze, dass der die runde Ringfläche einen Flächenkontakt mit einem darum gebogenen Blech einhält. Dies konnte ich, dank der Hilfe hier im Forum, durch die Analyse einer allgemeinen Verbindung und dann zuweisung einer Kontaktbedingung lösen.

Allerdings ist mir nun nach einigen Simulationen aufgefallen, dass der Ring, zwar die Kontaktbedingungen einhält, sonst aber scheinbar an einigen Punkten im Raum fest steht, und nicht der Auslenkung folgt, die zu erwarten wäre.
Ich hänge mal ein Bild an, damit man besser versteht, was ich meine.

Es handelt sich um den Mittleren Ring. Die seitlichen Stege der 90° Gittersegmente sind um den Ring gebogen und zurück zum äußeren, fest eingespannten, Ring geführt.
Auf die gesamte Konstruktion wirkt eine Beschleunigung von 9g orthogonal zur Gitterebene. Nun ist zu erwarten, dass sich die Gitterebene aus der urschrünglichen Ebene "herausbiegt", wie es auch am äußeren Durchmesser zu erkennen ist. Der mittlere Ring scheint jedoch dieser Translation zu widerstehen, obwohl er nur durch die allgemeine Verbindung an den vier Gittern hängt. Analysiere ich die Freiheitsgrade des Rings ist, wie gewünscht, einzig eine Drehung in Umfangsrichtung und eine Translation in Axialrichtung möglich. 

ich hoffe Ihr könnt mir hier weiterhelfen.

Vielen Dank schonmal,

beste Grüße,

Zirom

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Servus

Hast du mal ein Bild wie das Modell aussieht?
Kannst du bitte deine Randbedingungen beschreiben?
Wo liegt der Ring auf? Ist die Verschiebung des Rings realistische? (schlecht zu sehen wo Kontakt besteht, in welche Richtung geht die Verformung, ..)

Gruß
Bernd

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Warum einfach, wenn es auch kompliziert geht.

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IMG_4032.png

Hi Bernd,

ich habe ja schon das Bild von der Analyse angehängt. (Ich hoffe, dass es richtig angezeigt wird) Zusätzlich kann ich dir jetzt im Moment nur zwei weitere anhängen.
Auf dem einen erkennt man das gesamte Modell. Der äußere Ring ist hierbei fest eingespannt. Auf diesem Ring liegen die 4 bzw. 6 Gitterelemente (2 verschiedene Modelle) auf (wieder durch allgemein Verbindung und Kontaktbedingung definiert.). Die Gitterelemete sind in den äußeren Ring durch jeweils 2 Schrauben (durch virtuelle Bolzenverbindung definiert) an den Ecken montiert.
Die Gitterelemente selbst sind aus Blech gefertigt. Die Rand der Gitters (die Flächen ohne die Sechsecklöcher) werden um den inneren Ring gebogen (siehe zweites Bild) und zurück zum äußeren Ring geführt, wo sie dann durch die selben, schon erwähnten Schrauben montiert sind.

Auf das gesamte Modell wirkt eine Beschleunigung von 9g. Diese wirkt in die Gleiche Richtung. Allerdings werde ich mehrere Richtungen vergleichen (Hier in Bild 1 in Richtung der Gitterebene). Offensichtlich wird aber ein Fehler, bei einer Simulation, wenn die Beschleunigung orthogonal zur Gitterebene wirkt (wie im ersten Post beschrieben und im Bild der Analyse dargestellt)

Grüße,

Zirom

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Servus

Was mich etwas wundert sind die langen grünen Linien bei den äußeren Kontaktverbindungen. Kannst du mal prüfen ob die zugeordneten Flächen passen?
Hast du im inneren Bereich wirklich keine Bewegung? Oder ist die zu klein?
Sieht der innere Ring ein axiale Spannung?
Ist das Netz an den wichtigen Stellen fein genug? Ist der Fehlergrad noch zu hoch?

Gruß
Bernd

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IMG_4033.png

Servus,

Die grünen Linien stellen die Analyse allgemeiner Verbindungen dar und erschienen, nachdem ich diese eingerichtet hab. Auf diese Bedingung habe ich dann die Kontaktbedingung definiert. Insgesamt sind es 12 Kontaktbedingungen und auch Linien, die sich überlagern. Jedes Gitter hat die Kontaktbedingungen:
1) Kontakt Unterseite Gitter, Oberseite äußerer Ring
2) Kontakt zwischen den zurückgebogenen Gitterrändern und der Unterseite des äußeren Rings
3) Kontakt zwischen der Inneren Rundung der Gitterelemente und der Fläche des inneren Rings

Bedingungen 1 & 2 sollten richtig gesetzt sein. Ich hatte angenommen, dass die grüne Farbe ein korrektes setzen repräsentiert und dann geschlossen, dass auch Bedingung 3 akzeptiert wurde.
Tatsächlich wird auch der Ring gebogen, doch nur minimal und nicht wie zu erwarten. Vergrößere ich den Darstellungsfaktor ist es dem Ring möglich sich durch das Gitterblech zu biegen, so dass er das Blech quasi "durchstößt". Eigentlich sollte er sich doch soweit verbiegen, bis er das Blech berührt und dann dieses mit biegen. Generell sollte das maximum der Ausrenkung meiner Annahme nach im Zentrum liegen. Ich habe auch schon versucht die Masse des Rings zu erhöhen, ohne Sigifikante Änderung des Ergebnisses.
Zuerst hatte ich den Ring im Assembly durch eine Offset Bedingung in die Richtige Axiale Position gebracht, da ein Auswählen der Flächen für eine Kontaktbedingung nicht möglich war. Dadurch hätte ich mir einen evtl. Fehler in der GSA evtl. erklärt. Aber auch nach löschen der Offset Bedingung ergab sich keine Änderung. Im Assembly ist der Ring nun allein durch Kongruenz der Achsen gesetzt, sonst nichts. Ist dies für die GSA relevant?
Anscheinend wurde das zweite Bild im vorherigen Post nicht mit hochgeladen. Ich versuche das jetzt nochmals. (Model mit 6 Gitterelementen und damit 18 Bedingungen)
Es liegt keine axiale Spannung als Randbedingung vor. Nach einer Analyse werden Spannungen in alle Richtungen angezeigt.
Die Erstellung der Genauigkeit zeigt sehr gute Werte. Die Netzgröße ist ein besonderes Thema, da einzelne Teile des Models sehr klein sind (Bsp. Blechdicke: 0,1mm, Durchmesser Ringmaterial: 1mm) Für das Gitterblech hatte ich die Größe schon auf 1mm und beim Ring auf 0,25mm minimiert. Damit hatte mein Rechner schon ordentlich zu arbeiten für 8h... Aber abgesehen von einer genaueren Darstellung der Geometrie ergab sich bei meinem Problem keine Verbesserung. Lohnt sich hier ein weiteres Minimieren?

Grüße,

Zirom

[Diese Nachricht wurde von Zirom44 am 28. Sep. 2019 editiert.]

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Model2_60dgr_Ana90dgr_6mm.PNG

Hier noch ein Beispiel, wie das genaze teilweise aussieht. (Ist mit relativ großer aufteilung gerechnet, ändert sich aber nicht, bei feinerer Auflösung)
Natürlich ist hier die Verschiebung um einen Faktor von 200 vergrößert, aber dennoch müsste sich doch das Blech mitverbiegen.
Wie kann ich die Verbindung erstellen, ohne, dass sich der Ring aus dem Blech löst.
Ich hoffe Ihr könnt mir hierbei weiterhelfen.

Beste Grüße,

Zirom

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Servus

Welche Bedingungen hat der Ring im FEM-Modell? Nur die Kontaktverbindungen? Bleibt dann nicht noch ein Rotationsfreiheitsgrad frei?
ggf könntest du bei dem dünnwandigen Teil auch Schalenelemente (Shell) nutzen um die Berechungszeit zu reduzieren (mir fehlen allerdings die Grundlagen zu FEM).

Gruß
Bernd

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Im FEM sind nur nur die Kontaktbedingung mit Reibwert gesetzt. Damit bleibt Rotation um die Hochachse frei. Im Assembly habe ich eine Achsenkongruenz gesetzt.
Werden bei Schalenelementen auch die wirkenden Spannungen bestimmt?
Das Problem liegt aber vorwiegend nicht in der Berechnungszeit, sondern in der Verbindung zwischen Ring und Gitterelementen.

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FEM_Ring_Blech.png

Servus

Ich hab mal ein Beispiel aufgebaut. Da klappt die Lagerung des Ringes nur über Kontaktverbindungen (ich hab keinen Reibwert angegeben dafür "kein gleiten" aktiviert).

Gruß
Bernd

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Und dabei hast du zuerst eine Allgemeine Verbindung zwischen Ringumfang und der Shell erstellt und dann die Kontaktbedingung darauf definiert?

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Ja.
(Shell? Ich hab keine Shell-Elemente verwendet)

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Hallo,

nachdem ich das Ganze Modell neu aufgebaut habe, und explizit auch auf die Reihenfolge der Analysebedingungen geachtet habe, funktioniert es jetzt anscheinend so, wie ich es mir vorgestellt hatte. Evtl. lag das Problem auch bei der Positionierung des Rings, den ich teilweise um 0,05mm (per Offset) in achsialer Richtung falsch positioniert habe.
Vielen Dank für deine Hilfe soweit.
Falls noch ein Problem auftritt melde ich mich.
Grüße,

Zirom

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