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Hallo,

ich möchte folgendes mechanisches Problem simulieren: Ein Körper, angenähert durch eine Halbkugel mit einem Durchmesser von 1mm soll mit einer Kraft beaufschlagt werden, um zu untersuchen, in wie weit diese Halbkugel in einen 2. Körper eindringt / welche Spannungen dabei entstehen.

Deshalb habe ich einfach in Inventor eine entsprechende Baugruppe erstellt und die Halbkugel mittels Abhängigkeiten in x- und y-richtung festgesetzt und mittels der Abhängigkeit tangential auf der Oberfläche des 2. Bauteils platziert (bleibt also noch der rotatorische FG übrig).

Das ganze dann in Simulation Multiphysics importiert (statische Beanspruchung mit linearen Materialmodellen), vernetzt etc. und jetzt kommt mein Problem:

Wenn ich das Programm alles selbst vornehmen lasse, funktioniert die Simulation ohne Fehler. Allerdings entstehen komische Übergänge an der Unterseite der Kugel (siehe Bild), weil das Netz nicht fein genug ist.

Sobald ich das anpassen möchte, beschwert sich das Programm, dass das quaderförmige Bauteil

nicht mehr vernetzt werden kann (Fehlermeldung), jedes Mal 

Wenn ich allerdings die Halbkugel durch einen Würfel ersetze, funktioniert alles wunderbar, egal was ich am Netz, Elementtyp etc. ändere, weshalb das ganze irgendwie an der Form der Kugel liegen muss.

Hat jemand eine Idee, wie ich vorgehen sollte, damit die Simulation funktioniert?

Vielen Dank schonmal im Voraus für die Mühen!

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Hiho,
also ich würde:
1. Die Symmetrie nutzen
2. Nicht erwarten, dass dir eine lineare Rechnung hier viel bringen wird
3. Bei den Vernetzungsoptionen die Option "Nicht mit Netz der Kontaktpaare abgleichen" aktivieren
4. Eventuell mit Mittelknoten Vernetzen
5. Kontakteinstellungen Prüfen

Gruß
Boris

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Dem Ingenieur ist nichts zu schwere -
Er lacht und spricht: "Wenn dieses nicht, so geht doch das!
Er überbrückt die Flüsse und die Meere,
Die Berge unverfroren zu durchbohren ist ihm Spass.
Er thürmt die Bogen in die Luft,
Er wühlt als Maulwurf in der Gruft,
Kein Hinderniss ist ihm zu gross -
Er geht drauf los!
...

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Hallo Sisisi,

wenn ich das obere Bild richtig interpretiere, hast Du keine Kontaktpaare zwischen der Kugel und der Fläche definiert. Das solltest Du als erstes machen. Damit könnten auch die Netzprobleme bei der Platte behoben sein.
Viele Grüße
Werner

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Vielen Dank für die schnellen Antworten!
Ich hatte die Kontaktpaare ursprünglich als verklebt oder verschweißt definiert. Als dann die Probleme auftraten, hatte ich die manuelle Einstellung der Kontaktpaare mal sein gelassen, weil das bei einem ähnlichen Modell auch nicht nötig war.

Ich kann leider erst am Montag wieder ins Institut zum ausprobieren, werde mich dann aber melden, ob die Tipps geholfen haben.

Viele Grüße!

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Morgen,

auch wenn du keine Kontakte definiert hast, steht deine Standarteinstellung auf "Verklebt". Dadurch gleicht sich das Netz trotzdem aneinander an. Stell deinen Standardkontakt mal auf "Frei/Kein Kontakt" dann sollte die Vernetzung erstmal laufen.

Wenn es ordentlich Vernetzt ist kannst du die Kontakte manuell definieren (Flächenkontakt).

MfG Wolfen

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@Boris:

"Nicht mit Netz der Kontaktpaare abgleichen" war bereits aktiviert"
Die Mittelknoten haben im Nachhinein die Vergleichsspannungen verdoppelt!

Ansonsten habe ich den Kontakt jetzt von verklebt auf Flächenkontakt umgestellt. Damit lief die Simulation tatsächlich durch, abgesehen von folgender Fehlermeldung:
" Warning: Solution is possibly unstable (Pmax/Pmin = 1.7010E+08)."
Nichtsdestotrotz bekam ich Ergebnisse, allerdings bewegen sich diese jetzt in unrealistisch hohen Werten (Vergleichsspannungen von bis zu 15000MPa bzw. im Mittel immer noch Werte von 7000MPa ohne Spannungsspitzen).

Trotzdem schon einmal danke für die Tipps!

Grüße

P.S.:
Die Verzerrungen des Netzes entstehen leider nach wie vor am Übergang zwischen den beiden Bauteilen.

[Diese Nachricht wurde von Sisisi am 01. Okt. 2012 editiert.]

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Hallo Sisisi,

deine viel zu hohen Spannungen sind das Resultat der linearen Analyse. Schließlich berührt die Kugel das Blech mit einer unendlich kleinen Flächen (Sigma = F/A). Wurde von Boris im 2. Punkt schon unterschwellig kritisiert.
Wenn du überhaupt ein brauchbares Ergebnis bekommen willst, musst du eine nicht lineare Analyse durch führen.

MfG Wolfen

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Hallo zusammen,

also die Simulation läuft mittlerweile durch. Nur wenn ich mich an den Rat halte, den Standard-Kontakt auf frei zu setzen, dann zu vernetzen und im nachhinein dann das Kontaktpaar als Flächenkontakt zu definieren, bekomme ich zwar sinnvolle Spannanungen an der Halbkugel, jedoch Spannungen von 0 im unteren Bauteil, so als ob überhaupt kein Kontakt bestünde.
Bei den Einstellungen verwende ich:

Art des Kontaktproblems: Langsamer Kontakt
Kontaktmethode: Reibungsbehafteter Kontakt mit jeweils µ=0,15 (Stahl auf Stahl)
Kontakttyp: automatisch oder Oberfläche auf Oberfläche

Ist dabei etwas falsch eingestellt?

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Das sollte soweit OK sein.
Wofür brauchst du die Reibung? Wenn du hier reibungsfrei setzt sollte es schneller rechnen.
Wichtiger ist die Analysemethode linear / nicht Linear / MES...
Dann bekommst du auch noch erweiterte Optionen für die Kontakte freigeschaltet.
MMn sollte eine weggesteuerte Analyse mit MES die sinnvollsten Ergebnisse liefern...

Das auf der Kontaktseite keine Spannung auftritt ist seltsam. Hast du da eventuell eine Grenzebene (impact plane) gelegt?

Gruß
Boris

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...

[Diese Nachricht wurde von Boris-a am 10. Okt. 2012 editiert.]

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Vielen Dank für deine Antwort.
Nein, absichtlich habe ich keine Grenzebene gesetzt. Es sei denn beim Import aus Inventor hat er eine Arbeitsebene mitgenommen...
Wobei mir auch keine angezeigt wird.
Im Moment läuft wieder eine Simulation, wieder ohne Verntzungsfehler, mal schauen was die Ergebnisse dieses Mal sagen.

Jedoch werden unter Details folgende Fehler angezeigt:

Warning: distorted element XY in part z, maintaining its integrity!

und

Time step reduction due to: contact penetration (wie kann das, habe doch extra den Kontakt definiert?!)

Bei gestrigen Simulationen traten diese Meldungen auch auf, trotzdem lief die Simulation durch...

grüße

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Kugel.ach.txt

Moin,

probiere mal die Einstellungen aus dem Anhang, ggf. müssest du noch im Bereich des Kontakts feiner Vernetzen.

Du solltest auch wenn du denkst, dass der Kontakt nicht funktioniert hat die Kugel ausblenden. Wenn in der Kugel die Spannung >> als in dem Blech ist, bleibt das Blech komplett Blau. Wenn der Kontakt wirklich nicht funktioniert fliegt die Kugel einfach davon.

MfG Wolfen

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