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Hallo Zusammen

Habe hier Aktuell 2 Probleme mit Zylindrischen Koordinatensystemen

1. Theoretisches
Bei einem kartesichen Koordinatensysteme sind die die Rotationsfreiheitsgrade für eine Einspannung o.Ä. ja relativ klar und nachvollziehbar 

Wie ist das nun aber bei einem zylindrischen Koordinatensystem? Wie muss man sich das Vorstellen?
Entspricht da nicht die Rotations um Z gleichzeitig dem Freiheitsgrads des Winkels? Wieso kann ich dann bei einer Lagerdefinition mit zylindrischem Koordinaten System diese beiden Sachen unabhängig von einander definieren?
Wie steht mit der Rotations um den Winkel aus? Wie muss man sich das vorstellen? ev. Rotation um die Null-Grad-Achse?
Rotationfreiheitsgrad beim Radius: Wie siehts hier aus? ev eine um eine Tangente am Radius?
Hab mir momentan was ziemlich chaotisches zusammengereimt, dass das damit endet, dass die Rotationen die Selben sind wie beim kartesischen Koordinatensystem (theta=x, radius=y, z=y). Fragt mich bloss nicht wie ich darauf komme 

2. Bohrungslagerung mit Zylindrischem Koordinatensystem

Ich habe folgende vereinfachte Ausgangsalge: Flachstab mit 2 paralellen Bohrungen. In der einen Bohrung hat es 2 Keilnuten. Das Bauteil ist nun über die beiden Bohrungen gelagert. Die Lagerungen sind per zylindrischen Koordinatensystem definiert, so dass der Radius, Z fest sind aber es um den Winkel drehen kann. Auf die ganze Bohrungen gesehen also eine Feste Einspannung mit einem offenen Rotationsfreiheitsgrad.
Nun lass ich über die Keilnutenflächen ein Drehmoment auf das Bauteil einwirken.
In den Resultaten seh ich, dass sich das Bauteil sehr schön verbiegt. – Eigendlich das was ich erwartet habe, ABER... Die Bohrung des Lagers mit den Keilnuten weitet sich auf. Das kann imo doch gar nicht sein, da der radiale Freiheitsgrad der Bohrungsflächen ja fixiert wurde. Was ist hier falsch?

Besten Dank

Gruss
Cinemix

[Diese Nachricht wurde von Cinemix am 24. Mai. 2006 editiert.]

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Hallo,

mach doch am besten mal einen Screenshot von den Ergebnissen und von Deinen gewählten Randbedingungen, dann kann man schneller helfen.

Prinzipiell, wenn ich zyl.Koordsys. verwende lasse ich die Rotationen frei (spart Rechenzeit, habe mich aber auch schon gefragt, wie das praktisch aussieht.

MfG
Matthias

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Hallo,

sorry mal die späte Anwort:

zu 2.
Das ganze hat sich erledigt und als ein Darstellungsfehler im Resultwindow herausgestellt. Messpunkte die ich  auf dem Druchmesser angelegt hatte haben eine radiale Verschiebung von 0 angegeben. - Nur optisch war es halt nicht so.

zu 1.
Was ich zuerst auch vergessen habe, aber leider nicht mein Problem löst: Rotationsfreiheitsgrade werden bei 3D Elementen gar nicht beachtet - ist also egal was man da anklickt (konnt ich auch mit nem Versuch bestätigen).
Aber wie mans ich die Rotationsfreiheitsgrad um r, theta oder z vorstellen mus, weiss ich immernoch nicht - insbesondere da der DOF der Rotations um z ja eigendlich theta entspricht 

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Hallo,

"Rotationsfreiheitsgrade werden bei 3D Elementen gar nicht beachtet"

ist richtig, Solids besitzen keine Rotationsfreiheitsgrade nur drei Translationsfreiheitsgrade. Normalerweise wird dir aber eine FEM-Software auch einen Warnhinweis (overconstraint) ausgeben.

Gruß,

Dominik

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Hallo,

bist du sicher, dass sich das von dir gewählte zylindrische Koordinatensystem ein globales Koordinatensystem ist.

Normalerweise gilt:

global: rectangular
lokal:  rectangular,cylindrical, spherical

Gruß,

Dominik

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Hallo Dominik

zu den Freiheitsgraden:
AFAIK kann man das nicht generell sagen ob ein FEM-Prog rot.DoFs beachtet oder nicht. Marc Mentat z.B. beachtet AFAIK immer alle 6 DoFs egal an welchem Elementtyp sie hängen.

zum koord-System:
Es war natürlich schon ein lokales System - muss es ja sein wenn die ich die Bohrung Radial einspannen will und ich meherere Bohrungen haben (jede mit nem eigenen lokalen System)
Abe rwas hat das für ein Einfluss?

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Hallo Cinemix,

das Berücksichtigen der DOF's ist unabhängig vom FEM-Programm, per Definition besitzen Volumenelemente (solids) nur Translationsfreiheitsgrade (also nur Verschiebungen in u,v,w -Richtung).

Nun zum Koordinatensystem:

Die Randbedingungen / Boundary Conditions werden stets dem globalen Koordinatensystem zugeordnet.
D.h. wenn du einer Struktur Lagerbedingungen, Kräfte ... zuweist, werden diese nicht im lokalen Koordinatensystem angetragen, sondern stets auf das globale Koordinatensystem bezogen.
Normalerweise müsstest du dies auch im FEM Programm erkennen:

Bilde eine einfaches Bauteil in der FEM-Software ab, welches ein zylindrisches Koordinatensystem besitzt.

Weise dem Bauteil Randbedingungen zu (z.B. Lager), und achte darauf wie die RB's zu definieren sind (U1, U2, U3, UR1, UR2, UR3)

mit:

U  = Verschiebungen um die jeweilige Achse 
UR = Rotation um die jeweilige Achse

Gruß,

Dominik

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Nur so der Vollständigkeit halber:

Volumenelemente haben von der Theorie her keine Rotationsfreiheitsgrade in den Knoten! Daher kann auch kein FEM Programm diese "beachten" respektive auswerten odr berechnen. Auch Marc nicht.

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Gruss

Dr. Christian Imiela
SMS-Demag
Strukturanalysen

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Sorry mal wieder die späte Antwort 

Zitat:

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Original erstellt von Dominik.Mueller:
das Berücksichtigen der DOF's ist unabhängig vom FEM-Programm, per Definition besitzen Volumenelemente (solids) nur Translationsfreiheitsgrade (also nur Verschiebungen in u,v,w -Richtung).

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Meine Fresse....    - Nun fällts mir wie Schuppen von den Augen. Natürlich! 2 Jahre FEM im Studium und das nicht mitbekommen ^^ - Nagut, auch kaum mit 3D Elementen gerechnet 

Zitat:

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Nun zum Koordinatensystem:

Die Randbedingungen / Boundary Conditions werden stets dem globalen Koordinatensystem zugeordnet.
D.h. wenn du einer Struktur Lagerbedingungen, Kräfte ... zuweist, werden diese nicht im lokalen Koordinatensystem angetragen, sondern stets auf das globale Koordinatensystem bezogen.
Normalerweise müsstest du dies auch im FEM Programm erkennen:

Bilde eine einfaches Bauteil in der FEM-Software ab, welches ein zylindrisches Koordinatensystem besitzt.

Weise dem Bauteil Randbedingungen zu (z.B. Lager), und achte darauf wie die RB's zu definieren sind (U1, U2, U3, UR1, UR2, UR3)

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Ich versteh nicht ganz was Du damit genau sagen willst.
Faktisch ist es doch so, dass du in der Regel ein normales carth-coord-sys hast und die ganzen Berechnungen sich dann auf dieses beziehen.
Hast du nun ein Drehlager und willst die da die Knoten in radialer Richtung um das Drehlagerzentrum einspannen musst du in der Regel die Coords auf ein lokales zyl-coord-sys transformieren, damit du die Einspannungen definieren kannst.
Im Mechanica legst du dazu einfach ein zyl-coord-sys in das Drehlager Zentrum und referenzierst dann darauf.
Ähnliches machst du ja auch wenn du eine im Raum schrägstehende Fläche hast und du sie in der Flächenebene beweglich haben willst aber in der Richtung der Flächennormalen einspannen willst. Da definierst du auch ein lokales carth-coord-sys, dass so da liegt, dass zb die lokale Z-Achse in die Richtung der Flächennormale schaut und du dann diese Z-Achse einspannen kannst.

Gruss
Cinemix

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