---

Hallo!

Ich versuche gerade eine FEM Simulation in Inventor 2014 zu erstellen. Das Folgende soll simuliert werden:

Ich habe eine Platte die von unten einen gewissen Druck erfährt (gleichmäßig über Fläche). Die Seiten sind eingespannt. Durch den Druck wölbt sich die Fläche nach oben. Das funktioniert bereits!
Nun soll eine zweite Platte auf dieser sich wölbenden Fläche liegen und durch die Wölbung mit nach oben gedrückt werden. Diese ist an den Seiten nicht eingespannt und verbiegt sich auch nicht sondern soll nur angehoben werden. Durch das Gewicht dieser zweiten Platte (Gravitation) soll die Gesamte Wölbung natürlich kleiner sein und es müsste sich ja an dem Punkt wo sie sich berühren eine Art Auflagefläche bilden (je nach dem wie schwer die zweite Platte ist).

Also hab ich in einer Baugruppe die zwei Platten zusammengefügt und eine Spannungsanalyse gestartet. Also Druck von unten auf die erste Platte, Abhängigkeiten der ersten Platte an den Seiten auf fest, zwischen den beiden Platten Kontakt auf getrennt und Gravitation auf alles von oben. Nun verhält sich das Ganze aber nicht so wie ich es erwarte. Entweder es wölbt sich gar nichts mehr, oder es wölbt beide Platten.

Was mache ich falsch? Danke für eure Hilfe!

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

---

>> Diese ist an den Seiten nicht eingespannt

Bei einer guten Rechenmethode könnte das eventuell klappen.
Aber stell Dir das mal in der realen Welt vor...
So ganz ohne seitliche Führung?
Die kleinste Krafteinwirkung (oder Ungenauigkeit in der Berechnung)
und die zweite Platte kippt oder wandert seitlich davon.

>>Nun soll eine zweite Platte auf dieser sich wölbenden Fläche liegen
>>zwischen den beiden Platten Kontakt auf getrennt

Ist das nicht irgendwie ein Widerspruch?

>>Entweder es wölbt sich gar nichts mehr, oder es wölbt beide Platten.

Du hast nur EINEN Fall beschrieben.
Wie kann es da ein "entweder ... oder ..." geben?

Aber wenn sich die zweite Platte wölbt, ist sie wohl doch auf irgend eine Weise am Rand eingespannt.
Und wenn sich gar nichts mehr wölbt gibt das nur Anlass zu wilden Spekulationen.

Ohne eine verlässliche Beschreibung ist jede Hilfe vergebens.
Denk erst mal darüber nach, was an Deiner Beschreibung nicht stimmt.
Vielleicht kannst Du dann das Problem alleine lösen.
Wenn nicht - ein, zwei Bilder Deines Modells und der Einstellungen wären sicher aufschlussreich.

------------------
Rainer Schulze

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

---

Dein Denkfehler (besser gesagt Deine zu große Erwartungshaltung gegenüber der Fähigkeit von Invnventor-FEM) liegt IMHO darin, daß Inventor zwar eine Bauteilverformung als Rechenergebnis liefert (und das irreführenderweise auch optisch simuliert), das Bauteil selbst bleibt aber starr. Die (nur) "berechnete" Verformung kann hier nicht zur Bewegung eines anderen Bauteiles genutzt werden.
Ein Denkfehler meinerseits ... siehe Beitrag unten von MP. (Selbstkritik: Man sollte doch erst testen bevor man postet).

Jürgen

------------------
Bildung kommt nicht vom Lesen, sondern vom Nachdenken über das Gelesene. (Carl Hilty)

[Diese Nachricht wurde von jupa am 29. Okt. 2015 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von jupa am 30. Okt. 2015 editiert.]

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

---

151029-FEM-KoerperBewegung.gif

Zitat:

---

Original erstellt von seppinobis:
... Nun verhält sich das Ganze aber nicht so wie ich es erwarte. Entweder es wölbt sich gar nichts mehr, oder es wölbt beide Platten.

Was mache ich falsch? ...

---

Willkommen bei CAD.DE und AUGCE!    
Vier wichtige Links für den problemlosen Einstieg:
Richtig Fragen - Nettiquette - Suchfunktion - System-Info

Prinzipiell ist an der Beschreibung der Vorgehensweise nichts falsch. Damit die obere Platte nicht vom System mit weichen Federn abgefangen werden muss, sollte noch eine reibungsfreie Lagerung vorgesehen werden.

Dass es funktioniert, zeigt die angehängte Animation. Wenn es nicht funktioniert, wurde etwas anders gemacht, als beschrieben. Ohne das konkrete Modell samt Randbedingungen ist eine Fehlersuche aber nicht möglich.

Zu berücksichtigen ist auf jeden Fall, dass größere Deformationen und Starrkörperbewegungen in der linearen Statik bei der Ergebnisbeurteilung kritisch betrachtet werden müssen.

------------------
Michael Puschner
Autodesk Inventor Certified Expert
Autodesk Inventor Certified Professional
Mensch und Maschine Scholle GmbH

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

---

Vielen Dank für eure Beiträge.
Michael deine Animation geht schon sehr gut in Richtung was ich erreichen will!

Wo muss ich die reibungsfreie Lagerung hinsetzten?

Bei mir wären alle 4 Seiten der unteren Platte eingespannt. Dadurch bildet sich eben eine Wölbung in der Mitte. Ist eine Solche Simulation dann immer noch möglich oder wird das ganze dann Instabil?

Verändert Sich in deiner Simulation die Wölbung durch die Gewichtskraft der zweiten Platte? Bildet sich sogar eine Art Auflagefläche? Dass konnte ich leider schwer erkennen.

Liebe Grüße und vielen Dank für die Mühe! 

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

---

151030-FEM.png

Zitat:

---

Original erstellt von seppinobis:

Wo muss ich die reibungsfreie Lagerung hinsetzten?

---

Ich würde sie an zwei rechtwinklig zueinander stehenden vertikalen Stirnflächen der oberen Platte anbringen (evtl. auch anders, wir kennen deren Aussehen nicht).

Und ja, die Masse der oberen Platte beeinflußt natürlich das Maß der Wölbung der unteren. Und sie (die obere) wird sich unter dem Einfluß der Schwerkraft selbst auch biegen (s. Bild). Sie ist ja nur in der Mitte (Maximum der Wölbung) abgestützt. Die reibungsfreien Lager verhindern nur, daß sie unkontrolliert seitlich wegdriften kann, die Vertikalbewegung/Verformung wir davon nicht beeinflußt.

Jürgen

------------------
Bildung kommt nicht vom Lesen, sondern vom Nachdenken über das Gelesene. (Carl Hilty)

[Diese Nachricht wurde von jupa am 30. Okt. 2015 editiert.]

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

---

Untitled.png

Vielen Dank erstmal für eure Mühen, ich habe mal das Beispiel von oben versucht nachzubauen. Doch bei mir biegt sich die obere Platte mit durch. Ich vermute, das liegt daran, dass ich an beiden Kanten der Oberen Platte eine reibungsfreie Abhängigkeit plaziert habe. Wenn ich jedoch erstmal nicht will , dass sich die obere Platte durchbiegt (keine Gravi), wie muss ich dann meine Abhängigkeiten plazieren? Wenn ich nur eine Reibungsfreie an eine Kante lege, dann haut mir die Platte ja wieder ab! Aber seht mal selbst:

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

---

Zitat:

---

Original erstellt von seppinobis:
Aber seht mal selbst

---

Wenn Du uns die Baugruppe (incl. Bauteile) hochladen würdest, könnten wir wirklich sehen, wo der Fehler steckt.

Jürgen

------------------
Bildung kommt nicht vom Lesen, sondern vom Nachdenken über das Gelesene. (Carl Hilty)

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

---

test.zip

Alles klar anbei die Baugruppe plus Simulation.

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

---

151030-FEA-FeineresNetz.jpg

Zitat:

---

Original erstellt von seppinobis:
... Doch bei mir biegt sich die obere Platte mit durch. ...

---

Das Netz ist für einen getrennten Kontakt viel zu grob. Auch passt es nicht zu der Plattenstärke, denn die Netzelemente sind viel zu stark verzerrt.

Mit einem feineren Netz stellt sich auch das gewünschte Ergebnis ein.

Allerdings passt die Belastung nicht zu den gewählten Materialkonstanten bei der gegeben Geometrie. Es ergibt sich eine viel zu große Verformung (ca. 60 Meter!). Schon mal die Verschiebungsanzeige auf "Tatsächlich" umgeschaltet?

------------------
Michael Puschner
Autodesk Inventor Certified Expert
Autodesk Inventor Certified Professional
Mensch und Maschine Scholle GmbH

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

---

Alles klar! Habe die Belastung jetzt deutlich reduziert! Wie muss ich die Netzfeinheit wählen? Gibt es da Faustformeln? Habe da leider noch überhaupt kein Gefühl!

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

---

Zitat:

---

Original erstellt von seppinobis:
... Gibt es da Faustformeln? ...

---

Das Verhältnis der Kantenlängen eines Tetraederelements sollte nicht größer als 5:1 sein. Das versucht IV beim Vernetzen auch einzuhalten.

Andere Systeme warnen auch schon, wenn ein Winkel in einem Tetraederelement kleiner als  20° ist.

Je feiner das Netz ist, desto weniger beeinflusst seine Asymmetrie und Unregelmäßigkeit das Ergebnis.

Bei Kontakten sollten die Netze aufeinander abgestimmt werden. Für die Kontakte werden ausschließlich die Netzknoten herangezogen. Bei zu geringer Knotenanzahl gibt es auch zu wenig Kontaktstellen.

Zitat:

---

Original erstellt von seppinobis:
... Habe da leider noch überhaupt kein Gefühl! ...

---

Dann hoffe ich, dass diese Untersuchung nicht ernsthaft verwendet werden soll.

------------------
Michael Puschner
Autodesk Inventor Certified Expert
Autodesk Inventor Certified Professional
Mensch und Maschine Scholle GmbH

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

---

Also es kommt auf alle Fälle niemand zu Schaden, wenn meine ersten Simulationen mit Inventor nicht ganz sinnvoll sind. Ich will erstmal ein Gefühl entwickeln und habe gerade erst angefangen. Welche durschn. Elementengröße und min. Elementengröße wären denn hier in meinem Bauelement grob sinnvoll?

Liebe Grüße und vielen Dank nochmal für eure Mühen!

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

---

Zitat:

---

Original erstellt von seppinobis:
... Welche durschn. Elementengröße und min. Elementengröße wären denn hier in meinem Bauelement grob sinnvoll? ...

---

Die Einstellung "Minimale Elementgröße" ist in diesem Fall irrelevant, da beide Bauteile eine reine Quaderform haben.

Die "Durschnittl. Elementengröße" sollte hier mindestens 0,05 betragen, beeinflusst aber das Ergebnis so stark im Kontaktbereich, dass eine sinnvolle Aussage mit einer solchen Analyse kaum möglich ist.

Alternativ könnte man auch dem Vorschlag der Software folgen und mit Schalenelementen für dünnwandige Körper arbeiten. Vermutlich wird die Kontaktsituation dann aber noch abenteuerlicher.

Bei einer linear statischen Analyse ist das Vorhaben eher ein "Wünsch dir was".

------------------
Michael Puschner
Autodesk Inventor Certified Expert
Autodesk Inventor Certified Professional
Mensch und Maschine Scholle GmbH

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