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Balken-Stab.png

Hallo,
ich benutze für FEM-Aufgaben NX7.5 und versuche momentan einen Stab- an einem Balkenelement (beides 3D-Elemente) anzukoppeln. Immer sind irgendwelche Freiheitsgrade offen oder es kommt keine sinnige Lösung heraus.

Für das Problem habe ich ein kleines Beispiel eingerichtet. Zwei Stäbe sind an einem Ende festeingebunden und am anderen Ende über zwei Balkenelemente miteinander verbunden. Auf den Knoten der die beiden Balkenelemente verbindet wird eine Kraft aufgegeben. Neben der Kraft ist der Balken dort auch rotatorisch um die Längsachse gelagert. Ich meine das System müsste ausreichend gelagert sein, trotzdem erhalte ich kein Ergebnis.

Bei diesem Beispiel habe ich erwartet, dass sich die Balkenelemente etwas durchbiegen. Da von den Balkenelementen auf die Stabelemente keine Momente übertragen werden können, sollten nur die Kräft übertragen werden.

Muss ich bei NX etwas an den Randbedingungen ändern oder etwas an den Freiheitsgraden der Balkenenden?

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Servus!

Dein Modell ist nicht ausreichend gelagert!

Grundsätzlich bringt eine "Feste Einspannung" an einem Element, welches nicht alle Freiheitsgrade übertragen kann, nichts! Ein Stabelement besitzt nur in Achsrichtung eine Steifigkeit. D.h. keine Querkräfte und Momente! D.h. das Modell ist normal zur Zeichenebene gar nicht gelagert! Diese Richtung kann nur an Elementen gesperrt werden, die in dieser Richtung auch Steifigkeit besitzen (d.h. in diesem Fall an den Balkenelementen).
Weiters besteht in horizontaler Richung noch das Problem, dass die Anordnung "ausscheren" kann (da die Stabelemente keine Momente übertragen). In diesem Fall (Modell und Belastung symmetrisch) kannst du den Knoten, an dem die Kraft angreift, horizontal einspannen.

Noch etwas zur "festen Einspannung": In diesem Fall macht es nur Sinn die vertikale und horizontale Richtung zu sperren, da wie oben erwähnt das Stabelemente eh keine anderen Richtungen übertragen kann...

Bei derartigen Modellen muss man aufpassen, vorallem wenn sie mehr Elemente besitzen. Kann oft eine Weile dauern bis man alle Singularitäten eliminiert hat.
Ein Tipp zur Fehlersuche: Setze den Parameter "bailout" auf -1.
Du erhältst eine Lösung, die aber wenn irgendwo Singularitäten vorhanden sind, natürlich nicht stimmt! Aber es kann relativ einfach festgestellt werden wo es hapert!
Diesen Parameter aber nur für die Fehlersuche verwenden!!! Dieser kann u.U. plausible Ergebnisse vorgauckeln, die aber nicht "stimmen"!!!

Ich hoffe es ist ein bisschen klarer geworden...

Gruß
Franz

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