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Hallo zusammen,

ich würde gerne mal folgendes mit Euch diskutieren.

Bei den Nachweiskonzepten Strukturspannung nach IIW oder Lloyd etc. wird die Spannung über Stützstellen auf den Übergang der Schweißnaht "extrapoliert". Man bezeichnet dies auch als "künstlich errechnete Spannung". Der Grund ist eventuelle Singularitäten und Kerbanteile aus  der Vernetzung auszublenden.

Ich behaupte, das diese umständliche Vorgehensweise bei einem reinen Schalenmodell unnötig ist. Wird das Netz so gelegt, dass der Elementschwerpunkt am Übergang der Schweißnaht liegt, ist die ausgegebene Elementspannung (Elementtable bei ANSYS) genau so hoch wie die extrapolierte Spannung. Wozu die mühevolle Extrapolation?

Auch kann ich auf einen Blick erkennen ob die Nahtelemente die zulässigen Werte erfüllen oder nicht.

Sinn macht die Extrapolation bei volumenvernetzten Bauteilen. Hier können undefinierte Kerbspannungsanteile die Spannung verfälschen.

Gruss
Christoph

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strukturspannung.jpg

Hallo Christoph,

anbei eine Notiz von Hr. Prof. Knödel (seine Vorträge sind frei im www verfügbar).
Inwieweit Volumen- und Schalenmodelle dann vergleichbar sind, habe ich nie getestet.

Gruß Paul

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Pro/MECHANICA® verstehen lernen

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subkleiner003.jpg

Folgendes Problem:

Steife Stößt an Deck. Es wirkt ein Beigemoment wie in Skizze angedeutet. Simuliert wird mit Plattenelementen. Struktur ist geschweißt, aber Schweißnaht an sich nicht mit konstruiert.

Nun kommt es zu einer übermäßig hohen Spannung in der Region der Kerbe (roter Kreis). Da sich die Spannung mit zunehmender Netzfeinheit erhöht, nehme ich dort eine Divergenz an.
Vorgeschlagene Lösung: Strukturspannungskonzept.
 Interpolation über Stützwerte A=0,5t und B=1,5t von Kerbe entfernt

Die resultierenden Spannungswerte an den Stütztstellen sind auch von der Netzfeinheit abhängig. Je feiner das Netz desto kleiner ist die Region die von dieser Kerbspannung betroffen ist. Bei einer Elementkantenlänge von 0,5 t haben wir an dem Knoten für die Stützstelle A einen Spannungswert von 171 N/mm², bei einer Netzfeinheit von 0,05t liegen dort 133 N/mm² vor. Bei der Stützstelle B ist der wert nahezu identisch 85 N/mm².

Jetzt aber meine Frage, welche Elementkantenlänge sollte ich denn nun nehmen. Sind 0,5t zu grob und 0,05t zu gering???
Habt ihr vorschläge?

grüße

[Diese Nachricht wurde von Dr.Jackass am 30. Jan. 2013 editiert.]

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Mal blöd gefragt, wer will denn so einen Mist bauen - das ist eine Punkt für die Claim-Liste. Sorry, aber diese Konstruktion ist mehr als fragwürdig!
Gerd

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Hallo,

wo ist denn das Problem? t ist die Plattendicke...dann ist das doch eindeutig.

MfG
Passmann

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Sorry...falsch verstanden....Netztdichte sollte ungefähr 1-2 x t sein

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@passman - mein Beitrag bezog sich nicht auf Deinen
Gruß
Gerd

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hallo, danke für die antworten.

@gerd: so direkt will das keiner Bauen. Das ist nur eine grob vereinfachte skizze. Da es nur ums prinziep geht. Ich hatte auf eine allgemeingültige Lösung gehofft da es um den vergleich verschiedener konstruktiver details geht bei dem ich den selben lösungsweg für die varianten anwenden möchte.

@passmann bei der netzdichte von 1-2*t bräuchte ich für die extrapolation Spannungen an den Kantenmittenknoten der Elemente. Da stellst sich mir wieder die frage die ich auch schon im forum 2mal gestellt hatte, aber keine antwort bekommen habe.
wie kann ich die spannungen an den Mittenknoten ausgeben?

grüße

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Hi,

was für ein Elementyp, was für ein FE-System? Ansonsten Spannungspfad durch die Interpolationsstützpunkte nach Knotenspannung auswerten.

Gruss
Christoph

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hey,

Ich arbeite mit Ansys ADPL und Elementtyp Shell281. Das mit dem spannungpfad klingt interessant. da werde ich mich mal hinterklemmen. ich denke in ansys sind im post1 die pathoperations das notwendige tool, oder?

grüße und danke

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Hi,

Du meinst APDL ? Ansonsten richtige Annahme! Viel Spass beim geometrischen finden der Stützpunkte .... 

Ich weiss schon warum ich nicht damit arbeite ...

Christoph

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hey,

klar, ich meine APDL^^

wenn ich mir die ergebnisse des Pfades ausgeben lasse, kommen allerdings ergebnisse raus die sich nicht mit der nodalsolution vereinen lassen.
Ich habe den Pfad über Knoten Definiert. Suche ich mir jetzt die Spannungswerte z.B. für den ersten und letzten Knoten des Pfades raus, stimmen die nicht mit den Spannungen überein die über die nodalsolution an diesen knoten angegeben werden. 
weißt ihr was das zu bedeuten haben könnte

grüße

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Ansys arbeitet normalerweise mit Elementintegrationspunkten. Die Spannungen der Integrationspunkte werden zu den Knoten hin interpoliert. Wenn Elemente benachbart sind wird da wieder interpoliert...Schau mal in die Hilfe...ich weiss schon warum ich mit Etables arbeite

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ja, grundsätzlich habe ich das mit den Gaußpunkten bereits verstanden.
die sache ist aber die, auf dem pfad ist die maximale spannung nicht bei der kerbe, sondern ein stück weiter weg. das macht mich irgendwie stutzig.
aber ich habe grad in einem buch eine beispiel aufgabe zum thema schalenstöße und Pathoperations gefunden. ich werde erstmal die aufgabenstellung und die empfohlene lösung durcharbeiten, bevor ich dich weiter mit fragen löchre. bis hierhin erstmal vielen dank für deine hilfe.

grüße

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Wenn Du diese Konstellation Blech-Platte-Blech mit Schalenelementen rechnen willst - was soll dabei rauskommen? Haben die Schalen für eine Beansruchung in Dickenrichtung eine Steifigkeit - eigentlich nicht. Das was in Deinem Modell ab der Nahtstelle Steife - Deck - Steife  übertagen wird ist eine reine Zug bzw. Druckbeanspruchung, aber kein Schub, und nur das kann die ebene Schale übertragen.
Da aber die Steifen über die gleichen Knoten gekoppelt sind ist die modellierte Decksplatte dazwischen reine Makulatur.

Wenn Du nur die Elemente der Steifen selektieren würdest, dann würde auch nur die Spannungen aus der Biegung rauskommen. Ansonsten wird dann durch die Option Nodal Solutiont auch die Spannung der "Deck" Platte mit in die Interpolation auf die Knoten miteinbezogen - daher die komische Spannung an der Verindungsstelle.
Dazu bitte vor Benutzung mal die Hilfe zum Kommando PLNSOL durchlesen.

Gruß
Gerd

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ein Hinweis zur ursprünglichen Fragestellung der manuellen Extrapolation:

Sinn ist, dass hier ein Spannungswert aus dem FE-Modell genommen wird, der sich möglichst nicht mit der Elementgröße verändert. Meines Wissens ist dieser Abstand auch in den Normen definiert. Es geht hierbei einfach um Reproduzierbarkeit von Ergebnissen.
Denn wenn Du direkt die extrapolierten Werte der FE-Lösung an der Naht nimmst, haben diese augrund der Singulartät der Geometrie immer einen Wert, der stark von der Netzfeinheit abhängt.

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