Zug- und Torsionsbelastung eines Rohres mit unterschiedlichen Elementkantenlängen (FEM / Genormte Berechnungen/FEM allgemein)

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Thema: Zug- und Torsionsbelastung eines Rohres mit unterschiedlichen Elementkantenlängen (1323 / mal gelesen)

bastijo
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erstellt am: 04. Mrz. 2016 13:56

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Hallo zusammen.

ich schreibe zurzeit an meiner Forschungsprojektarbeit und könnte ein wenig Aufklärung gebrauchen.

Habe eine einfache Rohrgeometrie mit Hexaedern vernetzt und einmal unter Zug und einmal unter Torsion belastet.
Krafteinleitung erfolgt über eine Distributing Coupling. Ich lasse mir die Verschiebung bzw. Verdrehung des Mittelknotens des Couplings ausgeben.
Jetzt habe ich bemerkt das die Verschiebung unter Zug auch mit unterschiedlichen Elementgrößen immer zum selben Endwert gelangt.
Beim Torsionswinkel jedoch nicht. Dieser nähert sich einem Endwert an und variiert ja nach Elementgröße.

Kann mir jemand dafür eine Erklärung liefern oder evtl. einen Tipp geben worunter ich in der Theorie suchen sollte.

Solver ist Abaqus. Die Rechnung ist komplett Linear.

Vielen Dank im Voraus.

Grüße

Sebi

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Rainer Schulze
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erstellt am: 04. Mrz. 2016 14:25

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Nur für bastijo

>>Solver ist Abaqus

Da passe ich.
Aber ANSYS bietet eine kostenlose Studentenversion, die auch die vollständige Hilfe inklusive "Theory Reference" enthält. Vielleicht findest Du da etwas.
http://www.ansys.com/Products/Academic/ANSYS-Student

Und für eine Literatursuche empfehle ich:
http://kvk.bibliothek.kit.edu/

------------------
Rainer Schulze

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Mustaine
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Abaqus

erstellt am: 04. Mrz. 2016 14:53

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Nur für bastijo

Bei Torsion könnten Biegeanteile dafür sorgen, dass bei groben Netzen mit C3D8R-Elementen Hourglassing auftritt.

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N.Lesch
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WF 4

erstellt am: 04. Mrz. 2016 20:27

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Nur für bastijo

" ... unterschiedlichen Elementgrößen immer zum selben Endwert gelangt.
Beim Torsionswinkel jedoch nicht. "

Das Problem ist so alt wie die FEM. Ich kenne Ansys auch besser als Abaqus.
Aber die üblichen Hexaeder Elemente mit quadratischem Verformungsansatz konvergieren bei Biegebelastung ziemlich gut.
Durch Biegung werden fast nur Zug- und Druckspannungen erzeugt.
In der Technik wird fast alles auf Biegung Beansprucht.
Deswegen sind diese Elemente meistens voreingestellt.

Torsion erzeugt nur Schubspannungen und da sind diese Elemente weniger geeinget. Die konvergieren da viel schlechter.
Da sind Elemente mit linearem Verformungsansatz besser.
Bei Ansys heißt das " Supress Shape functions" oder auch
" Formfunktion unterdrücken "

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Klaus

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bastijo
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erstellt am: 06. Mrz. 2016 11:35

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Vielen Dank für eure schnellen Antworten.

Was wären denn z.B. Elemente mit linearem Verformungsansatz?

Gruß

Sebi

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bastijo
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Beiträge: 4
Registriert: 04.03.2016

erstellt am: 06. Mrz. 2016 11:58

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PS: Eine weitere Frage die nun aufgekommen ist: Habe das selbe Modell nun als Shell mit quads vernetzt. Die Zugergebnisse liegen in der Nähe des Solid-Modells. Die Spannungen des Torsionsversuchs dagegen sind um ein vielfaches höher. Hat jemand eine Erklärung dafür oder sind Shell generell ungeeignet für Torsionsbelastung?? Und wenn ja aus welchem Grund?

Nochmals vielen Dank für eure Antworten!!!

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N.Lesch
Ehrenmitglied V.I.P. h.c.
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WF 4

erstellt am: 06. Mrz. 2016 12:17

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Nur für bastijo

" Und wenn ja aus welchem Grund? "

Aus dem gleichen Grund wie oben.
Du mußt Die die Beschreibung der Elemente ganau anschauen.

FEM geht nicht anders.

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Klaus

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