Randbedingung für Drehpunkt

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Grapp
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Randbedingung für Drehpunkt

Beitrag von Grapp »

Hallo,

zunächst mal eine Anmerkung: ich bin Z88-Anfänger.

Ich möchte ein als *.stl importiertes Bauteil nachrechnen.

Das Bauteil ist vereinfacht ein Stab mit 2 Löchern und einer Auflagefläche. (Bild Hebelarm.jpg)
Hebelarm.jpg
(43.23 KiB) 1212-mal heruntergeladen
Im 1. Loch (orange) soll eine Kraft in y-Richtung wirken.
An der Auflagefläche (blau) soll sich der Hebel abstützen (in y-Richtung).
im 2. Loch (blau) soll der Hebel drehbar gelagert werden.

Wie muss ich die Randbedingungen im 2. Loch formulieren.
Bei der Erstellung der Randbedingungen gibt es keine Auswahlmöglichkeit für Rotations-Freiheitsgrade.

Danke schon mal.

Gruß
ccad
Z88-Chef
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Registriert: Fr 31. Okt 2008, 18:33

Re: Randbedingung für Drehpunkt

Beitrag von ccad »

Hallo (Herr/Frau?) Grapp,

ich bin nicht ganz sicher, was Sie wirklich machen wollen. Zunaechst: Wenn Sie den Hebel als 3D-Struktur z.B. mit Tetraedern modelliert haben, dann koennen Sie keine Rotationsfreiheitsgrade sperren, weil's die gar nicht gibt: Volumenelemente haben immer nur die 3 Verschiebungsfreiheitsgrade in X, Y und Z - auch wenn manche kommerziellen FE-Systeme die Kunden glauben machen wollen, dass es dann auch Rotationsfreiheitsgrade geben soll - das ist Unfug!

Um weiter zu kommen, waere zu klaeren: Soll der Hebel um den Lagerpunkt schwenken koennen? Wenn ja, dann kommen Sie mit einem FE-System generell nicht weiter, sondern Sie muessen ein MKS-System (Mehrkoerper-Simulationssystem) wie z.B. Adams nehmen. Andernfalls sperren Sie im Drehpunkt alle drei Verschiebungen - wenn das dann kinematisch das ist, was Sie wollen.

Eine andere Variante waere, Balken Nr. 2 oder ebene Balken Nr. 13 zu nehmen, denn Balkenelemente (und Platten, ggf. auch Schalen) haben Rotationsfreiheitsgrade. Man koennte Ihren Balken aus einer Reihe von kurzen Balkenstueckchen zusammensetzen. Das ist natuerlich etwas fummelig, koennte aber vielleicht am ehesten zum Ziel fuehren.

Viele Gruesse

Prof. Rieg
selopez
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Re: Randbedingung für Drehpunkt

Beitrag von selopez »

"...ann koennen Sie keine Rotationsfreiheitsgrade sperren, weil's die gar nicht gibt: Volumenelemente haben immer nur die 3 Verschiebungsfreiheitsgrade in X, Y und Z..."[/i]

Could then conclude that with tetrahedral meshes only "constraints in all directions" can be applied? If so this would explain why I cannot get results when applying constraints in single directions. When I do this Pardiso solver informs that ended with errors, and the iterative ones reach the 10.000 iterations without achieving final results.

In fact, with auto generated meshes, I could only get results (mostly very good ones) when applying "pressures" and "all direction constraints". No when I've applied forces. Pressures instead of abstract forces, is finally good because, in my opinion, it is how the real things work. But in some cases, as far as I cannot run tests with single constraints, the final leave some doubts.

Another subject profiting your kindness. Is licit "compose" a Z88I5.txt file with, say, two set of nodes with different pressure values, and then run the solver? The final results, would be reliable?

Thanks a lot.
mifris
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Re: Randbedingung für Drehpunkt

Beitrag von mifris »

Hello selopez,

your problem is a little bit different. You have to less constraints and therefore your system is statically indeterminante. You musn´t assign all three degrees of freedom on one single node but you have to lock different nodes with the different degrees of freedom. For further information please read our theory manual (we translated it also in english!)
Of course it is licit to change some details (pressure value) at z88i5.txt. But work carefully, because if you change the wrong values you will get wrong results. After editing the file you have to import your new file.

Pressures are loads per area. That means, if you select one surface and you will assign pressure on this surface, every node gets a percentage of the pressure you choose. If you assign loads, there are two different options. The first is you assign every node with the same load (concentrated force), the other one is to distribute the loads on the mesh. Here the single nodes of a surface of an element is weighted different. For further informations please read also the theory manual.

Have a nice day. :)

M. Frisch
Grapp
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Re: Randbedingung für Drehpunkt

Beitrag von Grapp »

Vielen Dank zunächst für die Antworten,
Soll der Hebel um den Lagerpunkt schwenken koennen?
Im Prinzip ja, aber die Bewegung soll ja durch die Auflagefläche verhindert werden.
In der Realität würde es neben einer Verformung der Bohrungswand zu einer kleinen Verdrehung um die Lagerbohrung kommen, da sich der Hebel durch die Kraft verformt.

Gibt es eine Möglichkeit, eine Art Stützstruktur zu modellieren, die es erlaubt, diese kleine Drehung bei gleichzeitiger verhinderung der Verschiebung der Borhrungsachse zuzulassen?

Vielleicht eine Struktur aus einem Element, das die Achse repräsentiert ( dessen Knoten könnten dann in allen 3 Translations-Freiheitsgraden gesperrt werden) und einer Stützstruktur, die den Abstand dieser Bohrungsachse zu den Bohrungswänden einer Halbschale der Bohrung vorgibt, um die Anlagefläche des Lagerbolzens zu simulieren.
Andernfalls sperren Sie im Drehpunkt alle drei Verschiebungen - wenn das dann kinematisch das ist, was Sie wollen
Die einzelnen Knoten der Bohrungswand der Lagerbohrung kann ich nicht in allen 3 Translations-Freiheitsgraden sperren, da dies nicht der Realität eines drehbar gelagerten Bauteils entspricht, sondern einer festen Einspannung mit Stoff- oder Kraftschlüssiger Verbindung. Die Stützfläche wäre dann vollkommen ohne Funktion und es würden sich keine nennenswerten Spannungen im Bereich zwischen der Lagerbohrung und der Stützfläche ergeben.

Gruß
selopez
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Registriert: Sa 24. Mär 2012, 03:10

Re: Randbedingung für Drehpunkt

Beitrag von selopez »

Thank you very much M. Frisch for your answer. You’re right about the statical indetermination (I’ve forgotten that condition).

About "composing" z88i5 files, I use to try different loads in the same project by editing the file in the Notepad, changing the pressure values, and saving them, all this always in the original project folder. I mean... I don't make any "importation". Then, in Aurora, I run the solver with the modified z88i5 file with convincingly results. There is something wrong in this way?

Notwithstanding this, when I've tried to modify z88i5 files combining different pressure values, the final results have been bizarre. Can you say me if you see any error in this partial "composed" z88i5 file? Are the tabulations a problem? (these ones are because I get the "composition" of pressures trough excel").

344 1 neocoba1
33 150 3833 3832 4173
102 150 3982 3981 4318
254 15 1789 611 610
369 15 1793 1914 1794
400 150 4170 3829 4169
403 15 2342 2247 2341
412 150 4168 4511 4512
434 150 5434 5227 5433
461 15 1796 1795 1916
1136 15 2027 2026 2137
1171 15 2266 2159 2155
1187 15 2263 2209 2074
1210 15 2041 20150 21150
1216 150 4651 4652 4317
1220 150 4651 4989 4652
1331 15 2023 1913 2022
1359 15 2131 2239 2132
1440 150 4511 48150 4512
1446 15 21508 2484 2454
14150 15 2022 1912 2021
11504 15 1907 1786 1906
1537 150 4851 5324 5158
1583 150 3978 4314 4315
1625 150 4315 3979 3978
1638 150 719 718 3651
1653 150 718 36150 3651
1798 150 5226 5227 4983
1809 150 4984 4646 4983
1868 15 1919 1918 2028
1997 15 2127 2015 2098
……………………………………………………

Thank you very much for your interest.
mifris
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Re: Randbedingung für Drehpunkt

Beitrag von mifris »

Hallo Grapp,

rein theoretisch gibt es eine Möglichkeit das Problem zu simulieren, das ist aber ein wenig umständlich und man muss ein wenig Geduld mitbringen. Von der Bohrung ausgehend müssten sie zuerst alle Oberflächenknoten kennen. Dann benötigen Sie ihren Radius bzw. Mittelpunkt der Bohrung, den Sie bestimmt kennen. Nun müssten Sie händisch in der Z88i1.txt Balkenelemente erstellen, ausgehend von Ihrem Mittelpunkt und verbunden mit jedem Knoten der Bohrung. Diese "Balkenspinne" oder MPC kann Ihr Problem mit der Rotation lösen. Dafür benötigt man wie schon gesagt viel Geduld und man sollte gut gefrühstückt haben. :-)

Einen schönen Tag noch und viele Grüße

M. Frisch
mifris
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Re: Randbedingung für Drehpunkt

Beitrag von mifris »

Hello again selopez,

is this your whole z88i5.txt or only a cutout? If this is your whole file, then please have a look at the first number at your file. This number is the amount of pressure loads oder better the amount of elements, which have a value of pressure. I did not have count every line, but i would say you haven`t 344 loads?! ;-) We need this number for our Solver and therefore our Solver expect to get 344 elements with loads, but he gets fewer.
I hope i could solve your problem.
If there is still a problem, then please send me your project. This makes it a little bit easier. (michael.frisch(at)uni-bayreuth.de)

Have a nice day. :D
Best regards

M. Frisch
selopez
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Re: Randbedingung für Drehpunkt

Beitrag von selopez »

Certainly I sent you a cut out but your clue about the first number is the right answer. The total of loads is more than 344. Let me try to correct this issue and then I'll comment you the results. If I not get a satisfactory one I'll send you the whole file.

Thanks a lot for your support.
selopez
Preprocessor
Beiträge: 69
Registriert: Sa 24. Mär 2012, 03:10

Re: Randbedingung für Drehpunkt

Beitrag von selopez »

YES! I corrected the header number (actually it had to be 2134) and the results look now very coherent. As I told you, to obtain a "composed" z88i5 file, I merged two partial files and in the new one remained the header number of one of them.

Again, thanks a lot for your patience and your kindly help.
mifris
Alumni
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Re: Randbedingung für Drehpunkt

Beitrag von mifris »

Perfect! You´re welcome. :D

Best regards.

M. Frisch
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