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Hallo FEM-Gemeinde!

Ich bin kompletter Neuling auf dem Gebiet der FEM mit Ansys und habe eine (wahrscheinlich recht einfache) Frage:

Ich modelliere ein Bauteil, wie im Bild angehängt. Ich habe dabei das Problem, dass ich eine Minimalspannung wie abgebildet bekomme. Diese liegt genau in einem Knoten an einem Radius. Gelagert ist das ganze Bauteil mittels einer Zylindrischen Lagerung in der Bohrung und starrem Auflager an der unteren Fläche.
Meine Frage wäre ob es möglich ist die Minimalspannung an diesem einen Knoten irgendwie auszuschließen oder was ich machen könnte..
Netzverfeinerung habe ich schon versucht, das wird nur schlimmer..

Ich hoff ihr versteht mein Problem, auch wenn es etwas kompliziert formuliert ist.

Beste Grüße
Domi

[Diese Nachricht wurde von domi201 am 30. Dez. 2015 editiert.]

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Hallo Domi, willkommen bei CAD.de.

Diese Minimalspannung ist eine Druckspannung, weil Minus davor steht.
Druckspannungen sind technisch weniger problematisch.
Diese Druckspannung ergibt sich, wenn ich Dich richtig verstehe, aus
der Auflagereaktion auf einer ganz kleinen Fläche.

Randbedingungen oder Reaktionen nur an einzelnen Punkten oder Knoten
einzuleiten funktioniert weder in der Realität noch in der FEM Rechnung.

Du mußt mindestens den Radius vergrößern, damit sich die Kraft auf eine größere Fläche verteilt.
( Siehe Hertzsche Flächenpressung )
Das allein wird aber nicht ausreichen.
Dann das Auflager einfach vergrößern.

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Klaus

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Hi Klaus! Vielen Dank für deine schnelle Antwort.
Ich habe das mit dem größeren Radius bereits versucht, das funktioniert leider nicht. Dachte, vielleicht gibt es die Möglichkeit den Knoten von der Berechnung auszuschließen...
Aber besten Dank dir!

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>>Dachte, vielleicht gibt es die Möglichkeit den Knoten von der Berechnung auszuschließen...

Eine absurde Idee.
ANSYS gibt sich viel Mühe, eine exzellente Software zu liefern und Du willst Deine Probleme unter den Teppich kehren???

Im Bild ist noch eine Warnung hinsichtlich unzureichender Randbedingungen zu sehen. Dem solltest Du mal nachgehen.
Zeig doch bitte mal in einem weiteren Bild, wie Du die Randbedingungen angebracht hast.

>>FEM allgemein

Für ANSYS gibt es übrigens einen eigenen Forenbereich...

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Rainer Schulze

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Frage2.JPG Frage3.JPG

Im Anhang sind die Bilder der Lagerung.. In der Bohrung ist eine Zylindrische Lagerung angelegt, unten am Anschlag ein starres Auflager.
Bei der zylindrischen Lagerung ist die tangentiale Komponente frei gegeben. Das Auflager sperrt ja die Kraft in y-Richtung.
Es sit mir durchaus bewusst, dass Ansys sehr komplex ist. Mein Problem möchte ich nicht unter den Tisch kehren. Ich weiß nur nicht wie ich mit diesem Knoten umgehen soll, da er mein Ergebnis ja beeinflusst und er definitiv auf Grund der Werkstückkannte zu stande kommt.
Ursprünglich ging ich davon aus, dass eine Netzverfeinerung mein Problem löst, doch dem war nicht so. Ich dachte mir wenn man den Knoten ausschließen könnte, würde er die Gesamtspannungen nicht so beeinflussen. Ich habe als blutiger Anfänger leider keinerlei Erfahrung, wie man mit solchen Knoten umgeht und dachte ihr als Experten könntet mir dabei helfen.

Einen guten Rutsch und ein erfolgreiches und gesundes neues Jahr 2016 - wenns dann in ein paar Stunden so weit ist 

[Diese Nachricht wurde von domi201 am 31. Dez. 2015 editiert.]

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Frage4.JPG Frage5.JPG

und hier wären noch Screenshots der Einstellungen der Lagerungen...
wäre super, wenn ihr mir sagen könntet wie ich mit so einem Knoten umgehen muss.

[Diese Nachricht wurde von domi201 am 31. Dez. 2015 editiert.]

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>>und er definitiv auf Grund der Werkstückkannte zu stande kommt

Du hast ja im Grunde die Ursache bereits erkannt.
Denke doch mal darüber nach, ob ein STARRES Auflager an dieser Stelle realistisch ist.
Wird das Gegenstück sich nicht doch der Situation anpassen und sich ein wenig verformen?
Du kannst das Ergebnis akzeptieren und das Verhalten erklären oder aber das Gegenstück (vielleicht in vereinfachter Form) in die Analyse einbeziehen.

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Rainer Schulze

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" Das Auflager sperrt ja die Kraft in y-Richtung "
Es ist nicht die Kraft, sondern die Verschiebung.
Jedes FEM Programm, auch Ansys, berechnet über die Steifigkeit die
Verformung und dann daraus die Spannungen.
Es geht mahtematisch einfach nicht einen Knoten verschwinden zu lassen. Du kannst aber an dem einen Knoten die Verschiebung freigeben.
Grundsätzlich ist Dein Vorgehen schon richtig, zuerst ein Einzelteil
berechnen und dann das Ergebnis betrachten und dann weitere Rechnungen vornehmen. 

Auch die Verschiebung am Auflager einfach auf Null setzen ist für den ersten Rechengang richtig.
Wenn die Ergebnisse dann aber keinen Sinn ergeben, muß man das
theoretisch betrachten.
Du hast den Hebel drehgelagert und dann die Auflauge kartesich auf Null gesetzt.
Dadurch nimmt der äußerste Punkt die höchste Kraft auf.
Zusätzlich verformt sich der Hebel selbst auch noch bogenförmig.
Das kann Ansys alles verdammt gut anzeigen.

Richtig und realistisch wäre jetzt unter die Auflage einen Klotz zu
bauen und den über ein Lückenelement mit dem Hebel zu verbinden.
Das ist dann aber eine Baugruppe, ob Deine Ansys Version das macht
weiß ich nicht.
Bei großen Spannungsgradienten, also solchen Spannungsspitzen, haben manche Programme auch Probleme.
Die einfachste Lösung für das Problem wäre dann die Formfunktion
( Shape funktion )zu unterdrücken.
Da mußt Du die Beschreibung des Elementes genau studieren.
Als ich mit Ansys anfing, sollte man noch Dreiecke und Tetraeder
an Stellen mit hoher Belastung vermeiden.
Wie das jetzt ist , weiß ich nicht.

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Klaus

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