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Hey all!

First of all, möchte ich mich schon beginnend für eure Hilfe bedanken und ebenso sorry sagen, dass ich mal gleich nach dem Registrieren ein neues Thema eröffne – wird in vielen Foren nicht gern gesehen – aber ihr seit meine letzte Hoffnung:

Ich habe einen einfachen zylindrischen Stab – konstanter Querschnitt von 10mm und einer Länge von 45mm. Diesen zylindrischen Stab möchte ich nun tordieren. Das soll aber so vor sich gehen, dass auf einer Seite der Stab fix eingespannt ist und auf der anderen Seite der Stab um 15° tordiert wird. Anschließend sollen die Spannungen und das benötigte Moment betrachtet werden. Dazu nun meine Fragen:
1) Ist dieses Szenario in Pro/MECHANICA überhaupt möglich? Da meistens ja eine Momentlast angelegt wird und die Verdrehung betrachtet wird und nicht umgekehrt wie in meinem Szenario?
2) Die fixe Einspannung ist soweit klar – aber wie schaffe ich es den Stab um einen gewünschten Winkel zu tordieren? Da Volumskörper „keine Rotation“ haben – kann ich leider nicht einfach eine Rotation mit Bezug auf ein kartesisches KS definieren. Ebenfalls haben Versuche mit einem zylindrischen KS BEI MIR nicht funktioniert. 

Vielen vielen Dank schon mal im Voraus für jeden noch so kleinen Tipp.

Cheers,
Fix

PS: Also Forumsbenutzer mit guten „Manieren“ habe ich die Suchfunktion genutzt – aber leider nichts zu dieser Thematik gefunden.

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Hallo Fix,

eine lineare statische Analyse liefert linear skalierbare Ergebnisse:
z. B. bei 100 Nm -> 3° Verdrehung, dann folglich
bei 200 Nm -> 6° Verdrehung usw., auch bei Spannungsergebnissen. Damit kann man ein beliebiges Moment definieren, das gesuchte Moment kennt man dann sofort.

Das Moment definierst Du als "Gesamtlast auf Punkt", dabei ist die Lage des anzuklickenden Punktes völlig egal, kann paar Meter von dem Stab entfernt liegen (es ist hier nur ein Trick). Die gewählte Fläche ist hingegen für die Lastverteilung entscheidend, Knopf "Vorschau" benutzen.

Daraufhin am besten ein zylindrisches Koordinatensystem definieren,
damit kann man den Verdrehwinkel messen (als Messgröße), aber leider nicht direkt, denn Tetta ist die Sehnenlänge, die man noch umrechnen muss, z. B. mit einer berechneten Messgröße(halbe Sehnenlänge durch Radius ist gleich dem Sinus des halben Verdrehwinkels oder so).

Man kann damit die Analyse komplett automatisieren.

Gruß Paul

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Pro/MECHANICA® verstehen lernen

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Hallo Paul,

vielen Dank für die wirklich schnelle und hilfreiche Antwort!!! Echt klasse!

Um vielleicht das Thema "vorgegebene Randbedingung" noch kurz aufzugreifen, demnach ist es also nicht möglich eine Torsion od. Rotation als vorgegebene Randbedingung zu definieren?!
Meine obige Frage basiert auf folgender Frage, ob ich auch bei einer komplexeren Geometrie (z.B. Tetraeder, Keile od. Quader) von LINEAR skalierbaren Ergebnissen ausgehen darf od. vielleicht besser gesagt, darf ich dabei eine lineare statische Analyse anwenden? 

Danke nochmal!

Cheers,
Fix

Ps: Aus der Kombination von deiner Signatur und deinem Vornamen geht das wohl an den Richtigen wenn ich sage: TOLLES BUCH, liegt gerade neben mir – war/ist wirklich absolut hilfreich und nützlich hinsichtlich Pro/MECHANICA!!!     

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Hallo Fix,

die erzwungene Verdrehung als vorgegebener Winkel kann nur bei solchen Elementen definiert werden, die rotatorische Freiheitsgrade besitzen: z. B. Schalen oder Balken. Aus diesem Grund wäre es vielleicht interessant, dass Du das Modell des Stabes mit einem Balken abbildest und den Winkel an einem Balkenende als erzwungene Verdrehung aufbringst. Das geht ohnehin am schnellsten. Bei einem skizzierten Balkenquerschnitt kannst ggf. die Auswertungspunkte hinzufügen, ansonsten ist in der Hilfe sehr gut beschrieben, welche Auswertungspunkte die verifizierten Standardquerschnitte haben.

Ab WF4 hat man die Möglichkeit, ein Balkenende mittels "gewichteter Verbindung" an Geometrieen anzubinden, ohne die entsprechenden Modellobjekte zu versteifen. Damit kannst auch sehr viel testen und  ausprobieren.

Nichtlinearitäten sind in MECHANICA folgende:
- geometrische Nichtlinearitäten, diese können Geometrie, aber auch  Randbedingungen und Lasten betreffen
- Kontaktanalysen sind nichtlinear, da ebenfalls eine iterative Lösungsfindung
- Vorspannungsanalysen (in MECHANICA) sind etwas speziell, hier sind ausnahmsweise auch lineare Elemente wie Balken zulässig
- hyperelastisches Material, ab WF5 auch Plastizität

Komplexität der Geometrie spielt keine Rolle. Eine nichtlineare Analyse lässt grundsätzlich nur einen Lastsatz zu. Bei linearen Problemen kann man Lastsätze miteinander (auch skaliert) kombinieren

Gruß Paul

PS: Danke für die Rückmeldung 

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Okay, alles klar! 

Vielen vielen Dank nochmal Paul, für die unglaublich schnelle und nützliche Hilfe, absolut klasse!!!

Cheers,
Fix

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recht_profil.jpg

Hey all,

ich darf mich mal wieder mit einem Problem an euch richten, und bitte euch dabei wieder mal ganz herzlich um Hilfe:

Wie man oben nachlesen kann, war meine erste Analyse ein zylindrischer Stab, welchen ich tordieren wollte. Dies hat nun wunderbar geklappt (Danke nochmals Paul). Aktuell bin ich an einer Aufgabe, wo ich einen Balken mit einem simplen Rechteckprofil tordieren möchte. Nun definiere ich hierbei wieder das Moment mit "Gesamtlast auf Punkt", wähle als Fläche das Rechteckprofil aus und bekomme auch als Ergebnis einen tordierten Balken.

Mein Problem dabei ist aber, dass die Torsion des Balkens meiner Meinung nach dadurch geschieht, dass sich der Punkt welcher als  "Gesamtlast auf Punkt" definiert wurde, auf einer Seite parallel zur Seitenkante des Balkens nach oben schiebt und auf der anderen Seite parallel nach unten. Zum besseren Verständnis hab ich ein Bild angehängt, wo eine Seite des Balkens abgebildet ist (wobei die rote Linie den Verschiebeweg des Punktes illustrieren soll). Dadurch, dass die Punkte jeweils zur Seitenkante parallel verschoben werden, ist der Abstand der Punkte immer die Breite des ursprünglichen Balkens, wodurch es zu einer starken Verformung des ursprünglichen Rechteckprofils kommt.
Mein Ziel od. Wunsch wäre es nun, dass sich die Punkte aber nicht parallel zur Seitenkante verschieben, sondern entlang einer Kreisbahn, wobei der Durchmesser dieses Kreises die Breite des ursprünglichen Rechteckprofils ist (ein schemenhafter Verschiebeweg ist blau im Bild im Anhang dargestellt). Hört sich vielleicht etwas kompliziert an, aber man kann es sich ungefähr so vorstellen, wie beim Anwenden eines Drehmomentschlüssels.
Meiner Meinung nach, ist so ein Verschiebeweg auch bei der Torsion eines zylindrischen Stabes  in Pro/MECHANICA. gegeben. Deswegen hatte ich versucht einen kreisförmigen Flächenbereich für die Momentlastdefinition zu erzeugen, dies hat leider aber nicht funktioniert.

Wie auch schon zuletzt, bin ich für jeden auch noch so kleinen Tipp mehr als dankbar und bedanke mich auch jetzt schon mal im Voraus!!!

Cheers,
Fix

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Hallo Fix,

wenn Du eine "starre Verbindung" erzeugst, die alle vier Kanten des Rechteckquerschnitts im Momenteingriff einschließt, dann wären diese vier Kanten in sich starr, eine Verschiebung findet dann nicht statt. Ich bin mir aber nicht sicher, ob Du das suchst.

Darfst Du hier keinen Balken nutzen?

Gruß Paul

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Pro/MECHANICA® verstehen lernen

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Hallo Paul,

erstmals Danke ein weiteres Mal!
Deine Lösungs hört sich gut, werde das mal gleich dann probieren!

Vielleicht kann ich mit folgender Erklärung besser beschreiben was ich zu simulieren versuche:
Die Torsion die ich auf meinem Balken anwenden möchte, soll dadurch enstehen, dass sich die zwei Stirnflächen des Balkens gegeneinander Verdrehen - durch eine fixe Einspannung einer Stirnseite und einer Rotation der gegenüberliegenden Stirnseite. Dies ist meiner Meinung nach, bei dem oben beschriebenen zylindrischen Stab vorhanden - wodurch auch bei kleinen Rotation es zur keiner Verformung des Profils kommt. Bei dem beschrieben Balken wird meiner Meinung nach aber nicht die eine Stirnseite rotiert, sondern "nur" zwei Punkte auf den beiden Seitenkanten dieser Stirnseite parallel gegeneinander Verschoben (aufgrund der Momentlast) - wodurch es auch zur einer starken Deformation des rechteckigen Profils kommt.
Ein Beispiel: definiere ich jetzt eine unrelastisch große Momentlast, werden diese zwei Punkte immer weiter auseinander geschoben - als Resultat habe ich dann eine Stirnfläche die als Bsp. die 10fache Höhe des ursprüngliche Profils hat. Mein Ziel wäre es aber, dass eine unrelastisch große Momentlast, sich in einer unrelastischen großen Rotation der Stirnfläche auswirkt (zb. die Stirnfläche wird um 1080° gedreht oder so.)

Zusammengefasst: Mein Balken soll tordiert werden, aufgrund der Verdrehnung der zwei Stirnseiten gegeneinander.

Ich hoffe ich konnte das jetzt etwas besser darstellen?!

Warum kein Balkenelement:
Für spätere Analyse habe ich Einkerbungen und die Kombination von versch. Materialen geplant. Und ich glaube zu Wissen, dass dies mit einem Balkenelment nicht mehr möglich wäre?!?

Cheers and DANKE,
fix

Update:

Hab deine Lösung Paul nun ausprobiert. Ist zwar nicht ganz das was ich wollte, aber die Plausibilitätsprüfung dannach zeigt mir valide Ergbenisse und daher bin ganz zufrieden damit! Danke Paul

Nichtsdestotrotz wäre ich dennoch dankbar falls jemanden noch eine andere Lösung einfällt! 

[Diese Nachricht wurde von Fix am 05. Jan. 2010 editiert.]

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