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Bild4.jpg

Hallo Forum,

ich bin neu hier, und dazu noch Pro E / Pro Mechanica Autodidakt. Daher treten bei mir einige Probleme auf. Die meisten Kleinigkeiten kann ich selber - oder mit Hilfe älterer Beiträge – lösen; besten Dank dafür. Aber ich komme trotzdem nicht weiter.

Meine Aufgabenstellung: (Bild1)
Ich soll eine statische Kontaktanalyse zwischen einer belasteten Rolle und einem Block lösen; als Grundlagenstudie für komplexere Probleme. Um mehrere Ergebnisse zu erhalten sollen unterschiedliche Lasten aufgebracht werden.
Zur Lösung ist Pro E Wildfire2 / Pro Mechanica zwingend vorgegeben.

Die Ergebnisse sollen so aussehen, dass ich an der Berührungslinie den Kontaktdruck und die Spannung an der Rolle als Graph ausgebe.

Klingt soweit einfach, aber Mechanica spielt da nicht richtig mit.

Stand der Tests:
Ich habe in die Rolle einen Volumenbereich in die Kontaktzone gelegt und eine Kurve in die Berührlinie gelegt. Dem Volumenbereich habe ich auch Kontakt zum Block zugewiesen. Weiterhin habe ich bei der Vernetzung der Kurve Balkenelemente zugewiesen.

Die Probleme:
1. Bei Rechendurchläufen ohne Netzverfeinerung (nur um die Ergebnisse prüfen zu können) komme ich auf vernünftige Ergebnisse. Aber der Graph zeigt mir nur den Kontaktdruck an dem Block (Bild2 - Graph am Block, Bild3 - Druck am Block, Bild4 - Druck an der Rolle). Ich möchte aber die Werte an der Rolle im Diagramm haben. Um das hinzukriegen habe ich einiges variiert (immer nur eins auf einmal):
- Kurve zum Bauteil „Rolle“ zugehörig
- Kurve zum Bauteil „Block“ zugehörig
- die Standardsenkrechte der Konstruktionsebene auf die Rolle ausgerichtet
- die Standardsenkrechte der Konstruktionsebene auf den Block ausgerichtet
2. Ist es möglich diese Simulation mit verschiedenen Lastfällen auf einmal zu berechen?
3. Was ist das eigentlich genau was Mechanica unter Kontaktdruck versteht? Hat das was mit der Hertzschen Pressung zu tun?

Kann mir da jemand weiterhelfen? Schon mal einen Dank für die Bemühungen!

mfg  Mario

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Würde mich auch mal interessieren, ob da was sinnvolles herauskommt. Ich habe ein ähnliches Problem (Rolle auf Nocken).

Hier ein paar Punkte:
- leider ist nur Dein Bild4 zu sehen
- Warum legst Du auf die Kurve Balkenelemente? Wird dadurch die Rechnung nicht unsinnig?
- Graphen kannst Du nur entlang von realen Kurven auwerten lassen. (Am Besten dort Flächen- oder Volumenbereich erzeugen)
- Kontaktdruck entspricht dem Normaldruck, also einer Spannung in Normalenrichtung. Hertzsche Pressung ist das Maximum dieses Kontaktdruckes, oder sehe ich das falsch?
- verschiedene Lastfälle gehen bei Kontaktrechnungen nicht auf einmal
- mir erscheint die Vernetzung im Kontaktbereich zu grob

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Bild1.jpg Bild2.jpg Bild3.jpg

Hi,

die anderen Bilder reiche ich hiemit nach (warum die nicht schon ehr dabei waren weiß ich nicht, upgeloadet waren sie).

Mit den Balken hab ich mich vielleicht schlecht ausgedrückt: Ich habe nach der Volumenvernetzung in der Auswahl "AutoGEM Referenzen" "Kurve" ausgewählt und meine Simulationskurve vernetzen lassen. Darauf kam die Meldung "8 Balkenelemente erstellt". Daher kam das.
Das man Graphen nur an realen Kurven auswerten kann ist mir klar: daher auch die Bemühung mit der Kurve. Ich habe mit Flächen- und Volumenbereichen in der Kontaktzone schon recht ausführlich gespielt. Bis ich aber die Kurve (wie oben beschrieben) da hingelegt & vernetzt habe, zeigte sich dann immer eine sehr unrealistische Überhöhung (plus ca. 20-50%).
Die Vernetzung ist durch die lokale Netzverfeinerung entstanden. Die Rolle ist aber mit d8 x 12lang doch relativ klein.

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Aber die zusätzlichen Balkenelemente im Kontaktbereich sind doch völlig falsch! Oder verstehe ich irgendwas nicht richtig?
Was wertest Du denn mit dem Kontaktdruckgraphen aus? Die Balkenelemente?
Meiner Meinung nach ist auch die Vernetzung viel zu grob für eine Kontaktanalyse.....

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Das kann ja sein, dass ich damit in die Tonne greife, aber ich bin noch Mechanica - Anfänger und muss ausprobieren, was zielführend sein könnte.
Grundlage für den Graph ist die Kurve mit den Balken.
Wichtig ist aber, dass ich die Werte der Rolle in den Graphen bekomme, danach kann ich den Rechenaufwand erhöhen. Und dazu hab ich das mit dem Balken versucht. Die Ergebnisse kamen so noch den Erwartungen am nächsten.

Ich probier schon fast ne Woche daran rum, und die Ratlosigkeit steigt....

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Wenn Du mit "Ergebnisse" Bild2 meinst: das ist doch immer noch unbrauchbar! Du legst in Dein Modell ein Stück Draht, damit sich ein nicht verwertbarer Graph ergibt. Da kannst dann auch gleich Deine Erwartungen ins Excel hacken und auf die FEM verzichten.... 

Stell doch mal Dein Modell hier herein! (wenn's nicht gerade eine Studentenversion ist)

Ich würde vorschlagen im Kontaktbereich wesentlich feiner zu vernetzen, die Randbedingungen der Rolle zu lockern und evtl. auch die Kraft durch eine vorgegebene Verschiebung ersetzen.

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Modell1.zip

Ne is klar. So wollte ich nicht an Ergebnisse kommen. Ich lauf nicht einfach so ins blaue; will ja wissen, wo die Reise ungefähr hingeht. Aber die Idee ist guut.. 

Ich hab da auch mal parallel einen Rechnlauf mit feineren Netzvorgaben laufen lassen. Die Ergebnisse werden "schöner", aber die Rechenzeit steigt mächtig.
Das Modell ist dabei, aber noch mit der groben Vernetzungsvorgabe.

Ich werd jetzt mal sehen, ob noch was Sonne für mich übrig ist....

Ein schönes Wochenende dann
  mfg Mario

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bild_fein.jpg bild_grob.jpg

So, hab jetzt mal ein paar Tests zum Thema "Linienkontakt" gemacht:
Die Vernetzung muss ähnlich fein sein wie bei h-Elementen (v.a. über die Kontaktbreite! 1 Element reicht da bei weitem nicht aus).
Den Vergleich von 1 zu 4 Elementen über die Kontaktbreite zeigen die beiden Bilder. Genaugenommen sind wohl auch die 4 Elemente noch zu wenig..... Und dadurch wird der Aufwand für die Modellvorbereitung (ich bin in den unabh. Modus gegangen und habe mit Flächenlinien gearbeitet) recht hoch, so dass ich keinen Vorteil gegenüber ABAQUS mehr sehe. Womit mir gleich noch was einfällt: wer schreibt denn bitte für eine Kontaktanalyse MECHANICA zwingend vor??? 

Was ich auch noch gemacht habe: das Modell auf ein Viertelmodell reduziert, weil das für meine Anwendungsfälle interessant ist. In Deinem Fall würde aber vllt auch ein 2D Plane Strain Modell genügen....

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