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Thema: Singularität im Kontaktbereich? (1761 / mal gelesen)
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GoodEnough
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erstellt am: 21. Jun. 2017 08:25  <-- editieren / zitieren -->   Unities abgeben:          
Ich hab leider noch nicht so viel Erfahrung im Bereich der FEM um den vorliegenden Fall richtig einschätzen zu können. Hauptziel meiner Studienarbeit ist die Optimierung einer Struktur. Zum Einsatz kommt dabei Hyperworks/Optistruct. Um den Rechen- und Modellierungsaufwand zu verringern, ist geplant Solid-Elemente mit Shell-Elementen zu verbinden.
Um zu gewährleisten, dass die Elemente und deren Verbindung richtig definiert sind und sich so Verhalten wie erwartet, möchte ich ein paar Voruntersuchungen anstellen. Es sollen zwei Modelle verglichen werden, bei dem jeweils ein Kontakt zwischen 2 Körpern stattfindet.
Ausgangspunkt sind 2 Quader (5x5x2mm)(siehe Anhang, es handelt sich in der Abbildung um eine eher grobe Vernetzung). Der untere wird festgehalten und auf den oberen wirkt eine Kraft. Der Kontaktbereich ist gleitend/reibungsfrei, es können also nur Normalkräfte übertragen werden. Bei meinen bisherigen Netzverfeinerungen und der anschließenden Auswertung der Rechenergebnisse konnte ich feststellen, dass die Verformungswerte im Kontaktbereicht stark ansteigen. Weiterhin sind hohe Spannungsgradienten innerhalb eines Elemente zu beobachten (> 5%).
Meine Überlegung an dieser Stelle ist, dass durch den Kontakt die Kraft in den roten Körper eingeleitet wird. Wodurch es sich um eine Singulartät im FE-Modell handelt. Eine Auswertung der Verformung an der Kontaktfläche ist demnach nicht sinnvoll. Ist es sinnvoll weitere Netzverfeinerungen vorzunehmen oder sollte die Verformung im Kontaktbereich aus Singularitätsgründen nicht ausgewertet werden? Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
farahnaz
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erstellt am: 21. Jun. 2017 22:28 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für GoodEnough 
Was ist der Zusammenhang zw. der Optimierung (shell & solid) und das Beispiel? Wenn der Kontakt reibungsfrei definiert ist, dann ist wohl der obere Teil seitlich verschieblich, was idR numerische Probleme verursacht. Was für eine Singularität sollte da sein? Kannst du in einem Bild zeigen? ------------------
Grüße, Moe Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
GoodEnough
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erstellt am: 22. Jun. 2017 10:25 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Es soll eine Struktur mit Fluid führenden Kanälen optimiert werden. Die Mindest-Wandstärke (ca. 1 mm) der Kanäle wird als Non-Design Space definiert. Ich möchte diesen Bereich mit Hilfe von Schalenelementen modellieren. Der Rest des zu verfügung stehenden Bauraums (20-40 mm) ist als Design Space definiert und soll über Volumenelemente dargestellt werden. Ich möchte ein Modell erstellen, welches an der Oberfläche Schalenelemente aufweist und in der Tiefe durch Solidelemente dargestellt wird. Das gesamte Modell soll ein Verhalten aufweisen, wie ein Modell bestehend nur aus Volumenelementen.
Das im Anhang enthaltene Bild (Shell_Model.JPG) zeigt in etwa wie ich mir ein solches Schalen-Volumen-Modell vorstelle.
Der Kontakt ist als reibungsfrei definiert, eine nennenswerte seitliche Verschiebung des oberen Blockes tritt dabei nicht auf. Durch die Einschränkung der Freiheitsgrade des obern Blockes könnte diesem Problem meiner Meinung nach vorgebeugt werden.
Durch den definierten Kontakt wird die Kraft in den unteren Block eingeleitet. Krafteinleitungsstellen sind nach cae-wiki (Link: http://www.cae-wiki.info/wikiplus/index.php/Singularit%C3%A4t) besonders typisch für Singularitäten.
Bei der Netzverfeinerung habe ich zudem deutlich ansteigende Verformungen im Kontaktbereich feststellen können (siehe Konvergenzanalyse.JPG). Die Verformung wurde in der Mitte des Kontaktbereichs am unteren Block ausgewertet (siehe dazu Verformung_02.JPG). Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
farahnaz
Ehrenmitglied V.I.P. h.c.
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erstellt am: 22. Jun. 2017 14:54 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für GoodEnough
Zitat:
Original erstellt von GoodEnough:
Es soll eine Struktur mit Fluid führenden Kanälen optimiert werden. Die Mindest-Wandstärke (ca. 1 mm) der Kanäle wird als Non-Design Space definiert. Ich möchte diesen Bereich mit Hilfe von Schalenelementen modellieren. Der Rest des zu verfügung stehenden Bauraums (20-40 mm) ist als Design Space definiert und soll über Volumenelemente dargestellt werden.
Alle CFD-Vernetzer, die ich kenne, machen es automatisch. Ob die es mit Schalen oder Volumen modellieren, darauf habe ich nicht geachtet. ------------------
Grüße, Moe Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
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GoodEnough
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erstellt am: 22. Jun. 2017 15:16 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
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