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Hallo Zusammen!

Mein Modell besteht aus einer Verteilerwanne einer Stranggießanlage. In der Wanne ist eine feuerfeste Innenausmauerung vorhanden.
Ich habe die Wanne als Schalenmodell aufgebaut und die Innenausmauerung als Solid sehr grob vernetzt um den Gewichtseinfluss zu berücksichtigen. Allerdings soll die Ausmauerung keine tragende Wirkung haben - deshalb habe ich E = 50 MPa gesetzt.

Nun habe ich schon einige Varianten versucht, bin mir aber immer noch nicht sicher welche Anzuwenden ist.

1. Ausmauerung auf Wanne "geklebt" und den hydrostatischen Druck des in der Wanne vorhandenen Fluids auf die Innenausmauerung aufgebracht.

2. Ausmauerung auf Wanne "geklebt" und den hydrostatischen Druck in der Kontaktfläche zwischen Ausmauerung und Wanne aufgebracht. Dabei habe ich die Dichte des Fluids so skaliert, dass ich die entsprechenden Reaktonskräfte in den Auflagern bekommen.
(Habe ja zusätzlich noch das Volumen der Ausmauerung zur Verfügung und daraus ergibt sich eine größere Gesamtmasse)

3. Reibungsfreier Kontakt zwischen Ausmauerung und Wanne; Hydrostatischer Druck an der Ausmauerung aufgebracht.

Meine Verständnisprobleme:

zu 1. Sind die Belastungen die durch die Ausmauerung mit geringem E-Modul an die Wanne übergeben sind korrekt, bzw. sind die Spannungen in der Wanne plausiebel? Wie könnte ich die Spannungen auf einfache Weise nachprüfen?

zu 2. Hier müssten die eigendlichen Belastungen überschätzt werden, aber stimmt durch die Skalierung Druckverteilung und in weiterer Folge wiederum die Spannungen?

zu 3. Müsste ich dazu nicht einen realistischen E-Modul (zB 30000MPa) für die Ausmauerung verwenden? Möchte ich grundsätzlich aufgrund der Rechenzeit vermeiden, da ich eine recht hohe Anzahl an Lastfällen durchzurechnen habe.

Hat jemand dazu schon Erfahrungen gemacht und könnte mir ein paar Hilfestellungen geben wie die Problemstellung am besten abgebildet werden kann?

Vielen Danke!

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Ist so ein komplizierte Modellierung aus irgendeinem Grund notwendig?

In Abaqus würde ich das Gewicht der Ausmauerung einfach als Nonstructural Mass auf die Schalen bringen und Gravitation aktivieren.

Wenn dein Programm künstliche Massen nicht unterstützt, kannst du evtl. einfach die Dichte des Materials in den Schalenelementen hochskalieren. Bei statischen Rechnungen sollte das nicht stören.

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Das wäre möglich und habe ich mir auch schon überlegt (ist ähnlich zu meiner zweiten Variante siehe oben), allerdings habe ich dann das Problem mit der Berücksichtigung des hydrostatischen Druckes.
Wenn ich den hydrostatischen Druck auf die Strucktur aufbringe und dann die Dichte skaliere um die entsprechenden Reaktionskräfte zu erhalten (eine andere Möglichkeit habe ich nicht) dann wird die Zunahme des Druckes zu flach und somit nicht richtig an den Wänden berücksichtigt.

Oder wäre dieser Ansatz doch richtig, da der HD über die Innenausmauerung an die Struktur übertragen wird und somit auf einer größeren Fläche geringer ausfällt.

Hier habe ich ein Verständnisproblem.

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Zitat:

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Original erstellt von kracher127:
Das wäre möglich und habe ich mir auch schon überlegt (ist ähnlich zu meiner zweiten Variante siehe oben), allerdings habe ich dann das Problem mit der Berücksichtigung des hydrostatischen Druckes.
Wenn ich den hydrostatischen Druck auf die Strucktur aufbringe und dann die Dichte skaliere um die entsprechenden Reaktionskräfte zu erhalten (eine andere Möglichkeit habe ich nicht) dann wird die Zunahme des Druckes zu flach und somit nicht richtig an den Wänden berücksichtigt.

Oder wäre dieser Ansatz doch richtig, da der HD über die Innenausmauerung an die Struktur übertragen wird und somit auf einer größeren Fläche geringer ausfällt.

Hier habe ich ein Verständnisproblem.

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Was meinst du damit "Zunahme des Druckes zu flach"? Warum sollte die Dichte des Materials in den Schalen etwas an dem hyd. Druck ändern?

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Also bei dieser Variante wäre keine Ausmauerung vorhanden, somit muss ich den hydrostatischen Druck direkt auf die Wanne aufbringen. Dadurch ergibt sich ein höheres Volumen für das Fluid, da ja die Ausmauerung fehlt. Daraus resultiert eine höhere Reaktionskraft in den Auflagern. In meinem Fall ist das Volumen der Ausmauerung ungefähr gleich groß wie das Volumen des Fluides das in der Wanne platz hätte.
Um nun das richtige Gewicht zur berücksichtigen muss ich die Dichte des Fluids anpassen. Dadurch wird die Steigung der dreieckigen hydrostatischen Druckverteilung nun gering. In meinem Fall halbiert sie sich.

Nun bin ich mir nicht sicher ob dieser HD noch dem entspricht der real durch das Fluid erzeugt wird und über die Innenausmauerung nach außen auf die Wanne wirkt.

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