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Autor Thema:  Singularität an Kanten abbauen (2863 mal gelesen)
Voice
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erstellt am: 29. Jun. 2010 12:53    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


Bilder.zip

 
Hallo,

Ich beschäftige mich gerade mit dem Einfluss von Radien auf die Kantenspannung bei Gelenklagern (siehe Bild 1) und habe folgendes Problem: Normalerweise existiert an dieser Stelle kein Radius, jedoch habe ich interessehalber eine Rundungs-KE eingefügt und jeweils in 0,5mm Schritten von 0 bis 2mm durchrechnen lassen. Das Problem ist, dass die Ergebnisse auch bei 2mm singulär sind (glaube ich zumindest) (siehe restliche Abbildungen). Ich hatte eigentlich niedrigere Spannungswerte bei größeren Radien erwartet. Die Frage lautet nun:
Liegt das Problem an der Rundungs-KE oder an einem anderen Effekt?

Falls jemand einen Blick hineinwerfen will, kann ich auf Wunsch das Modell zur Verfügung stellen.

Übrigens: Ich weiß, dass man feiner vernetzen könnte, aber aus rechenzeitlichen Gründen kommt es in diesem Fall nicht mehr in Frage.

Sonnige Grüße aus Unterfranken

Mustafa

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Maccias
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erstellt am: 29. Jun. 2010 13:12    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Voice 10 Unities + Antwort hilfreich

In den Bildern sieht das aber stark nach einem Kontaktbereich mit Kantenträgern aus.....

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Voice
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erstellt am: 29. Jun. 2010 16:19    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hi,

IMHOIn my humble oppinion (Meiner Meinung nach) wäre der Kantenträger-Fall der Worst-Case. Da ich aber keine Schiefstellung modelliert habe, würde ich es eher ausschließen. (Und selbst, wenn es ein Kantenträger wäre, welche Konsequenzen würden für meine Berechnungen daraus resultieren?)

In der Wirklichkeit würden sich die Kanten infolge der hohen Beanspruchung plastisch verformen und bereits in der Einlaufphase verschleißen, woraus eine tragende Fläche ohne Kantenspannung resultiert.

Aus diesem Grund habe ich die Werte der Radien variiert, um ein Bild ohne die "hohen" Spannungen an der Kante zu erhalten. Doch bisher ohne Erfolg.

Grüße

Mustafa

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Maccias
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Dann müsstest Du aber auch eindeutig feiner vernetzen, oder nicht? 

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Voice
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erstellt am: 01. Jul. 2010 08:46    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


Bild_1.jpg


Bild_2.jpg

 
Hi,

Am Ende habe ich mich doch für die feinere Vernetzung durchringen können (siehe Bilder). Doch nun gibt es ein anderes Problem:

Ich habe gestern Nachmittag um 14:26 Uhr die Rechnung in der adaptiven Einschrittkonvergenz gestartet und der Solver ist mit "Load increment 0" erst heute um 7:45 Uhr fertig geworden.
(Die meisten hier im Forum empfehlen zwar MPA mit selbst definierten Messgrößen für den Kontaktbereich, aber bei genug feinem Netz dürften die Unterschiede doch nicht so groß sein <= War ein Tipp von einem Kollegen mit weitaus mehr Mechanica-Erfahrung als ich)
Ich würde sagen, dass dies ein Konvergenzproblem ist, da der Solver bei 100 Schritten die Steifigkeit der Gap-Elemente 9 Mal anpassen musste. (Die Infos entnahm ich aus dem .pas-file Höchstwahrscheinlich ist die resultierende Konvergenz eher ein Zufallstreffer)

Ich habe bei der feineren Vernetzung mit einer längeren Rechenzeit gerechnet, aber nicht mit einem Konvergenzproblem, da ich an der Kante bereits ein Radius modelliert habe.
(Damit meine ich, dass ich eine lange Rechendauer von Schritt zu Schritt erwartet habe. Sozusagen längere, aber zugleich wenige Schritte. Aber diesmal ca. 9min pro Schritt <= für meine Verhältnisse relativ kurz, da ich zwei unterschiedliche Passungen mit Übermaß modelliert habe, womit die Aufbringung der Temperaturlast zur Zeiteinsparung nicht möglich ist, denn das Gehäuse müsste schrumpfen und die Welle sich ausdehnen.)

Ich weiß, dass sich die meisten im Moment denken: Was für ein Schlamassel...

(Aber halb so schlimm, die Diplomarbeit kommt auch so gut voran!  )

Wie ich bereits erwähnt habe, wollte ich dieses Thema nur deshalb ansprechen, um eventuell vorliegende Erfahrungen mit anderen Anwendern auszutauschen.

Grüße

Mustafa

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Maccias
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Tja, 3D Kontaktrechnungen sind in der Regel nun mal zeitintensiv. 50 Iterationen pro Pass sind da keine Seltenheit, 100 erscheint mir aber auch etwas viel. 
Einige Tipps:
- Es lohnt sich, einige Zeit in die Vernetzung zu stecken; also mit Flächenbereichen zu arbeiten und wirklich nur die Kontaktbereiche und auszuwertenden Stellen fein zu vernetzen.
- Überprüfe vielleicht noch einmal Deine Randbedingungen, nicht dass da ein Freiheitsgrad fehlt.
- Manchmal bringt auch die Verwendung von Dummy-Federn bessere Konvergenz. (Die Steifigkeit der Federn muss natürlich vergleichsweise gering sein.)

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Zitat:
Einige Tipps:
- Es lohnt sich, einige Zeit in die Vernetzung zu stecken; also mit Flächenbereichen zu arbeiten und wirklich nur die Kontaktbereiche und auszuwertenden Stellen fein zu vernetzen.
- Überprüfe vielleicht noch einmal Deine Randbedingungen, nicht dass da ein Freiheitsgrad fehlt.
- Manchmal bringt auch die Verwendung von Dummy-Federn bessere Konvergenz. (Die Steifigkeit der Federn muss natürlich vergleichsweise gering sein.)

Also zu den Tipps:
- Für die Vernetzung habe ich bereits Flächenbereiche verwendet. (Problem ist, dass ich einen relativ großen Kontaktbereich habe.)
- Also ich habe die Randbedingungen des Modells nicht nur selbst, sondern auch bereits einem Kollegen aus der Berechnungsabteilung und von meinem betreuenden Professor überprüfen lassen. (Dieser Punkt scheidet damit auch aus)

- Das mit den Dummy-Federn im Kontakt höre ich zum ersten Mal bzw. ich dachte man verwendet die nur um bei ungenügend gelagerten Baugruppen die Starrkörperbewegung auszuschließen.

Eine etwas genauere Erklärung in dieser Hinsicht wäre hilfreich.

Bedanke mich schon im Voraus für die Antwort

Grüße

Mustafa

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OK, zur Berechnung von Kontakten:
- Generell gillt: je mehr Elemente im Kontakt, umso realistischer die Kontaktdruckverteilung (umso höher aber natürlich auch die Rechenzeit)
- MECHANICA erzeugt zu Beginn der Rechnung zwischen gegenüberliegenden Knoten Gap-Elemente. Die werden nur einmal zu Beginn erzeugt und nicht verändert (daher sollte man auch keine größeren Verschiebungen rechnen)
- Um zu konvergieren, erlaubt MECHANICA nur eine gewisse Durchdringungstiefe zwischen den Kontaktpartnern. Wird diese Tiefe überschritten, so wird an dem Knoten die Steifigkeit des Gap-Elements erhöht.
- Werden jetzt sehr viele Iterationen für die Konvergenzfindung benötigt, könnte das entweder an einer zu geringen Durchdringungstiefe oder an einer "schwammigen" Lagerung der Kontaktpartner liegen. Gegen die schwammige Lagerung könnten evtl. Dummy-Federn helfen. Die Durchdringungstiefe kann mit der Option"-contact_penetration N" gesteuert werden.

Aber ohne Modell ist das natürlich alles eher Fischen im Trüben 

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Modell.zip

 
Hi,

Anbei das feiner vernetzte Modell;
Doch sollte ich erwähnen, dass es vielleicht etwas unübersichtlich ist. (Im Vorab: Ich konnte die Flächenbereiche nicht anders erstellen ^^°) Also nicht erschrecken.

Wünsche allen ein schönes Wochenende

Grüße

Mustafa

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Maccias
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Was mir auf den ersten bis zweiten Blick an Deinem Modell aufgefallen ist:
1) Verwendung der relativen Genauigkeit. Warum nicht absolut?
2) AUTOGEM-Steuerungen sind auf ganze Bauteile aufgebracht. Macht mehr Sinn auf einzelne Flächen, um Elemente zu sparen.
3) Netz im Radius ist zu grob.
4) Kontakte sind auf ganze Komponenten definiert. (Daher auch die lange Rechenzeit des ersten Schrittes mit der Kontaktfindung.) Besser ist es Kontakte mit einzelnen Flächenpaaren zu definieren.
5) Was bezwecken die Rigids an dem Außenteil? Ist das sinnvoll, derartige Versteifungen einzuführen. Evtl. gibt das auch Konvergenzprobleme...
6) Analyse läuft mit Single Pass. Warum nicht Multi Pass mit Messgrößenkonvergenz auf die Spannungen im Radius, wenn Du schon diese Spannungen auswerten möchtest?
7) Netzverfeinerung ist in der Analyse aktiviert: Bringt nix, treibt nur die Zeit nach oben. Mit Multi Pass würde das aber eh wegfallen.

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erstellt am: 02. Jul. 2010 14:21    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Voice 10 Unities + Antwort hilfreich

Hi,

eine Ergänzung von mir: In MECHANICA WF4 hast Du wunderbare Werkzeuge zur Baugruppenkontrolle:

Info->Modellkonnektivität und
Info->Toleranzbericht.

Das Problem der relativen Genauigkeit in ProE merkt man auch daran, dass die globale Durchdringungsanalyse nichts messen kann, obwohl eine Presspassung vorliegt. Damit allein ist das Modell unbrauchbar.

Alle Teile haben Stahl als Material, das kann doch nicht sein, oder?

Zu diesem Thema hatte ich schon ein Modell erstellt und hochgeladen, wurde aber offensichtlich nicht beachtet.

Gruß Paul

------------------
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Voice
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erstellt am: 03. Jul. 2010 15:16    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hi,

Zuerst möchte ich mich für eure Aufmerksamkeit nochmals bedanken  .

Zu den Feststellungen von Mathias:

Zitat:

1) Verwendung der relativen Genauigkeit. Warum nicht absolut?
2) AUTOGEM-Steuerungen sind auf ganze Bauteile aufgebracht. Macht mehr Sinn auf einzelne Flächen, um Elemente zu sparen.
3) Netz im Radius ist zu grob.
4) Kontakte sind auf ganze Komponenten definiert. (Daher auch die lange Rechenzeit des ersten Schrittes mit der Kontaktfindung.) Besser ist es Kontakte mit einzelnen Flächenpaaren zu definieren.
5) Was bezwecken die Rigids an dem Außenteil? Ist das sinnvoll, derartige Versteifungen einzuführen. Evtl. gibt das auch Konvergenzprobleme...
6) Analyse läuft mit Single Pass. Warum nicht Multi Pass mit Messgrößenkonvergenz auf die Spannungen im Radius, wenn Du schon diese Spannungen auswerten möchtest?
7) Netzverfeinerung ist in der Analyse aktiviert: Bringt nix, treibt nur die Zeit nach oben. Mit Multi Pass würde das aber eh wegfallen.

Hi,

zu 1) Hm, ich dachte ich hätte die absolute Genauigkeit sowohl für die einzelnen Bauteile, als auch für die Baugruppe im Standard- und in Mechanica-Modus auf eine absolute Genauigkeit von 0.001mm eingestellt?! (Wurde ja bereits von ToTacheles empfohlen - Hätte ich wohl noch einmal überprüfen müssen - sry)

zu 2) Ich würde sagen, dass der gesamte Anzahl der Elemente mehr von der Elementgröße im Kontaktbereich abhängt.

zu 3) Die Vernetzung ist für mein Modell schon grenzwertig, denn bei noch mehr Elementen würde bei mir die Rechnung wegen ungenügender Speicherkapazität abbrechen.

zu 4) Ja, die "component to component" - Auswahl gefällt mir auch nicht. Doch ich habe bereit des Öfteren versucht die Kontakte mit "surface to surface" zu erstellen, aber irgendwie konnte ich beim Auswahl die betroffene Fläche nicht in seiner Gesamtheit erfassen (Ich meine damit, dass er z.B. nur den halben Umfang auswählt, usw.)

zu 5) Die Rigids sollen die Verformung der Seitenflächen unterdrücken und stellen einen Ersatz für Schraubenverbindungen dar. (Etwas unkonventionell, aber ich wollte keine zusätzlichen Bauteile in die Baugruppe einbauen, da ich sie so simpel wie möglich halten wollte.)

zu 6) Die Spannungen im Radius will ich nicht auswerten. Ich wollte sozusagen nur schauen inwieweit die Radien die Spannungswerte beeinflussen. Und warum ich single-pass wählte, habe ich bereits erklärt.

Zitat:
(Die meisten hier im Forum empfehlen zwar MPA mit selbst definierten Messgrößen für den Kontaktbereich, aber bei genug feinem Netz dürften die Unterschiede doch nicht so groß sein <= War ein Tipp von einem Kollegen mit weitaus mehr Mechanica-Erfahrung als ich)

zu 7) Ich war mir sicher, dass die Netzverfeinerung nicht aktiv ist, da es auch im Forum nicht empfohlen wurde. Müsste also nachschauen. (Wenn ja, dann wäre es ein unbeabsichtigter Flüchtigkeitsfehler ^^°)

Und nun die Feststellungen von Paul:

Zitat:
Das Problem der relativen Genauigkeit in ProE merkt man auch daran, dass die globale Durchdringungsanalyse nichts messen kann, obwohl eine Presspassung vorliegt. Damit allein ist das Modell unbrauchbar.

Alle Teile haben Stahl als Material, das kann doch nicht sein, oder?

Zu diesem Thema hatte ich schon ein Modell erstellt und hochgeladen, wurde aber offensichtlich nicht beachtet.


- Wie bereits erwähnt, muss ich mal wirklich die Genauigkeiten überprüfen. Danke für den Hinweis

- Dass allen Bauteilen als Material Stahl zugewiesen wurde ist völlig beabsichtigt, denn die verwendeten Materialien sind Stähle, die nun mal dasselbe E-Modul und Querkontraktionszahl (und damit auch dasselbe Schubmodul) aufweisen.

@Paul: Ich bitte nochmals um Verzeihung, falls ich den Eindruck erweckt haben sollte, dass ich deine Tipps so ohne Weiteres in den Wind schlagen würde. Höchstwahrscheinlich habe ich bei der Durchsicht des Modells nur auf Dinge geachtet, die mich zu der Zeitpunkt mehr interessiert haben bzw. auf die ich weitaus mehr fixiert war.

Auf jeden Fall überarbeite ich das Modell und lass es nochmal durchrechnen.

Viele Grüße

Mustafa

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