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Guten Tag,

ich habe einige Frage in Bezug auf die Auswertung von Spannungen. Ich berechne eine aus Blechen geschweisste Struktur aus dem maritimen Bereich. Die Bleche sind durch 4 - Knoten - Schalenelemente modelliert. Da es sich um eine globale Festigkeitsuntersuchung handeln soll, sind keine Details -auch keine Schweissnähte - im Modell vorhanden.

Nun existieren einige Stöße, (z.b. an Blechkanten die senkrecht auf einem gestützten Grundblech stehen), an denen hohe Spannungskonzentrationen auftreten. Wenn man hier feiner vernetzt erhält man noch größere Spannungen.

Gibt es Richtlinien über eine erforderliche Netzfeinheit an diesen Stellen? Muss man hier Elemente mit quadratischen Ansätzen verwenden?
Oder handelt es sich hier um Singularitäten, bei denen die analytische Lösung sowieso eine unendliche Spannung liefert und man so fein vernetzten kann, wie mann will ohne auf DIE Lösung zu kommen? Muss ich hier die Spannungen dirket in den Gauss-Stützpunkten und nicht wie üblich auf die Knoten extrapoliert auswerten?

Kurz gesagt: Wie geht man an solchen Stellen vor, wenn man möglicht vermeiden will, ein Detailmodell aus Volumenelementen unter Berücksichtigung der Schweissnähte von den betreffenden Stellen zu erstellen?

Vielen Dank für Antworten...

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Hallo nisse_t,

von Deiner Schilderung ausgehend würde ich bei den Spannungsspitzen auf Singularitäten tippen.
Deshalb würde es Dir auch nicht helfen, wenn Du auf Elemente mit quadratischer Ansatzfunktion ausweichst (im Gegenteil).

Falls meine Mutmaßung zutrifft, ist die Spannung an diesen Stellen nicht auszuwerten.

Da ich meistens 3D-Elemente verwende, fällt mir nur eine 3D-Lösung ein. Du könntest entsprechende Schnittgrößen aus Deiner Schalenrechnung ermitteln und als Randbedingung in ein 3D-Teilmodell Deiner Struktur geben (Submodelltechnik, wird z.B. von Abaqus unterstützt), das an den betreffenden Schweißnahtstellen detailliert ist, um die Singularitäten zu eliminieren.

Möglicherweise hat aber noch jemand eine einfachere Idee.

Ich hoffe, das hilft Dir ein wenig.

Gruß KubaG 

[Diese Nachricht wurde von KubaG am 21. Apr. 2005 editiert.]

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Wenn es sich um einmalige Lasten handelt, könnte man auch ein plastisches Materialgesetz verwenden. Das macht die Sache zwar nichtlinear, aber auch realitätsnäher. Versagenskriterium sind dann eher die Dehnungen als die Spannungen.

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Ich stimme floxi zu,

es hilft nur, das Material plastizieren zu lassen, was es ja auch in Wirklichkeit tut. Alle Stahlbauanschlüsse und Bleche bekommst du nur hin, wenn du dem Material erlaubst, dass es fliesst!

Gruß Elby

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Hallo,

wenn ich mir schon die Mühe mache, plastisch zu rechnen, dann nur mit dem Detailmodell, ansonsten bleibt es hinterher beim Abschätzen, da die tatsächliche Spannung abhängig von der Schweissnahtgeometrie ist.
Ansonsten, wenn es schneller gehen soll, würde ich einfach die HotSpot-Methode wählen, wobei ich eine etwaige Singularität unterdrücken kann, auch hier brauch man aber etwas Erfahrung.
Viel Erfolg

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