Nach ein paar ersten Gehversuchen habe ich nun versucht, einen Druckbehälter rechnen zu lassen. Im Prinzip nichts anderes als ein würfelförmiger Stahlbehälter, wie er aber wirklich gebaut wird.
Nun habe ich von innen alle Knoten selektiert und mit einem Druck beaufschlagt. Dieser soll 7 bar betragen. Für diesen Druck habe ich jetzt einen Wert von 0.7 vorgegeben, da die Einheiten in mm sind.
Nun bekomme ich eine Verschiebung (oder Ausbeulung) von ein paar zehntel mm, was aber definitv nicht der Wirklichkeit entspricht. Wenn ich für den Druck 6.0 eintrage, sind die Werte plausibel und nachvollziehbar (im Bereich von 3-5 mm)
Habe ich mit den Einheiten was falsch gemacht oder etwas anderes grundlegendes?
Ich habe mal zwei Bilder angehängt.
Die Festhaltungen auf dem Körper dienen der Simulation von Querstäben innerhalb des Körpers. Ist natürlich nicht wirklich wirklichkeitsgetreu, aber 1. kann ich unseren Zeichner nicht alle halbe Stunde mit einer neuen Zeichnung beautragen und 2. kann ich so schnell mal ganz grob ein paar Stabanordnungen testen. Aber auch wenn ich auf diese Festhaltungen verzichte, ist die Verschiebung viel zu niedrig.
P.S.
Ich konnte mich als User Grubba zwar anmelden, aber dann weder Beiträge ansehen, ändern oder geschweige denn einen neuen Beitrag erstellen. Habe per Mail angefragt, aber leider keine Antwort erhalten. Deshalb jetzt dieses Zweitaccount.
Druckbehälter
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Druckbehälter
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Re: Druckbehälter
Hallo Grubba2,
zunächst mal wäre es interessant zu wissen, woher Sie sicher sagen können, dass die Verschiebungen viel zu gering sind. Wenn ich davon ausgehe das die beiden unteren Bilder auf einem Druckwert von 0,7 basieren, sind die maximalen Verschiebungen demnach 0,4. Wenn Sie nun den Druckwert auf 6 erhöhen (also ca. das 10-fache) dann sind die Verschiebungen mit 3-5 wie von Ihnen beschrieben sehr realistisch, denn es handelt sich um eine lineare Berechnung, doppelte Kraft ergibt doppelte Verschiebung. Weshalb jedoch die Verschiebungen insgesamt Ihrer Meinung nach zu gering sind kann ich Ihnen leider nicht beantworten. Die Umrechnung von bar in MPa ist soweit korrekt.
Eine Festhaltung ist in jedem Fall erforderlich, Sie dürfen nicht nur mit der Randbedingung „Innendruck“ rechnen, dann sind alle Ergebnisse purer Zufall ohne praktische Relevanz da das Gleichungssystem dann unendlich viele Lösung hat. Abhängig davon wie groß das Bauteil ist, kann es evtl. schon zu nichtlinearen Effekten kommen, die bei einer linearen Berechnung nicht berücksichtig werden können. Wenn die Verschiebungen von 3 mm mehr als ein paar Prozent der gesamten Bauteilanmaße ausmachen sollten Sie nichtlinear Rechnen.
So wie Ihr Problem aussieht, sind die von Ihnen verwendeten Volumenelemente (wohl Tetraeder) auch ungünstig, da sie nur eine Elementdicke als Wandstärke haben. Versuchen Sie es doch mal mit Schalen. Ein ähnliches Beispiel liegt in der Doku zu Z88AuroraV1c, das Vierkantrohr.
Mit freundlichen Grüßen
Markus Zimmermann
zunächst mal wäre es interessant zu wissen, woher Sie sicher sagen können, dass die Verschiebungen viel zu gering sind. Wenn ich davon ausgehe das die beiden unteren Bilder auf einem Druckwert von 0,7 basieren, sind die maximalen Verschiebungen demnach 0,4. Wenn Sie nun den Druckwert auf 6 erhöhen (also ca. das 10-fache) dann sind die Verschiebungen mit 3-5 wie von Ihnen beschrieben sehr realistisch, denn es handelt sich um eine lineare Berechnung, doppelte Kraft ergibt doppelte Verschiebung. Weshalb jedoch die Verschiebungen insgesamt Ihrer Meinung nach zu gering sind kann ich Ihnen leider nicht beantworten. Die Umrechnung von bar in MPa ist soweit korrekt.
Eine Festhaltung ist in jedem Fall erforderlich, Sie dürfen nicht nur mit der Randbedingung „Innendruck“ rechnen, dann sind alle Ergebnisse purer Zufall ohne praktische Relevanz da das Gleichungssystem dann unendlich viele Lösung hat. Abhängig davon wie groß das Bauteil ist, kann es evtl. schon zu nichtlinearen Effekten kommen, die bei einer linearen Berechnung nicht berücksichtig werden können. Wenn die Verschiebungen von 3 mm mehr als ein paar Prozent der gesamten Bauteilanmaße ausmachen sollten Sie nichtlinear Rechnen.
So wie Ihr Problem aussieht, sind die von Ihnen verwendeten Volumenelemente (wohl Tetraeder) auch ungünstig, da sie nur eine Elementdicke als Wandstärke haben. Versuchen Sie es doch mal mit Schalen. Ein ähnliches Beispiel liegt in der Doku zu Z88AuroraV1c, das Vierkantrohr.
Mit freundlichen Grüßen
Markus Zimmermann
Re: Druckbehälter
Hallo Herr Zimmermann, erst einmal schon mal Danke für ihre Antwort.
Wir haben den Behälter bereits real mit einem Betriebsdruck von 6 bar geprüft, es ergeben sich dann reale Verschiebungen von 3-5 mm. Auch haben wir von einem anderen Unternehmen per FEM den gleichen Behälter rechnen lassen, dort werden dann auch die "plausibleren" Werte ermittelt.
Was das Bauteil angeht: Ich habe mir von unserem Konstrukteur dieses eine Modell als Step-Datei erstellen lassen und habe es anschliessend per Netgen vernetzt. Die Abmasse sind 450x1500x200 (BxHxT), die Wandstärke beträgt 8mm. Die errechneten Verschiebungen bezogen auf die Breite des Bauteils liegen also bei ca. 0,1%.
Die "Hauptfesthaltung" ist in den Bildern nicht zu sehen. Da der Behälter senkrecht auf dem Boden steht, habe ich vier Festhaltepunkte in die Ecken der Standfläche gelegt.
Wenn es ihre Zeit zulässt, würde ich ihnen mein Projekt zukommen lassen, wahrscheinlich finden sie den Fehler innerhalb von 2 Minuten
Wir haben den Behälter bereits real mit einem Betriebsdruck von 6 bar geprüft, es ergeben sich dann reale Verschiebungen von 3-5 mm. Auch haben wir von einem anderen Unternehmen per FEM den gleichen Behälter rechnen lassen, dort werden dann auch die "plausibleren" Werte ermittelt.
Was das Bauteil angeht: Ich habe mir von unserem Konstrukteur dieses eine Modell als Step-Datei erstellen lassen und habe es anschliessend per Netgen vernetzt. Die Abmasse sind 450x1500x200 (BxHxT), die Wandstärke beträgt 8mm. Die errechneten Verschiebungen bezogen auf die Breite des Bauteils liegen also bei ca. 0,1%.
Die "Hauptfesthaltung" ist in den Bildern nicht zu sehen. Da der Behälter senkrecht auf dem Boden steht, habe ich vier Festhaltepunkte in die Ecken der Standfläche gelegt.
Wenn es ihre Zeit zulässt, würde ich ihnen mein Projekt zukommen lassen, wahrscheinlich finden sie den Fehler innerhalb von 2 Minuten
Re: Druckbehälter
Hallo Grubba2,
senden Sie mir die Daten (inkl. der Step-Datei) an
markus.zimmermann (at) uni-bayreuth.de
Mir freundlichen Grueßen
Markus Zimmermann
senden Sie mir die Daten (inkl. der Step-Datei) an
markus.zimmermann (at) uni-bayreuth.de
Mir freundlichen Grueßen
Markus Zimmermann