Hallo zusammen,
im Rahmen einer Studienarbeit stehe ich seit etwa 2 Wochen vor folgendem Problem:
Ich habe eine homogene Welle mit einem Durchmesser D und Länge L. Diese Welle soll an einem Ende
fest eingespannt werden (keine Translation und Rotation) und am anderen Ende soll sie durch ein Drehmoment belastet werden , so dass sie tordiert. Im Anschluss bin ich am Verdrehwinkel interessiert.
Leider ist es mir nicht gelungen in den Randbedingungen ein Drehmoment zu definieren.
Ich habe in den Z88 Beispielen das Beispiel mit dem Vierkantrohr durchgearbeitet. Wie bringe ich die Querkräfte auf wenn die seitliche Geometrie rund ist (Welle) und nicht quadratisch?
Mit freundlichen Grüßen
Vitrex
Randbedingungen für Drehmoment
Moderatoren: ccad, mz15, auroraIco, Lehrstuhl
Randbedingungen für Drehmoment
Zuletzt geändert von Vitrex am Mi 30. Sep 2015, 09:02, insgesamt 1-mal geändert.
Re: Randbedingungen für Drehmoment
Hallo Vitrex,
Drehmomente koennen leider nicht direkt aufgegeben werden. Bei dem Vierkantrohr funktioniert dies, da die Kanten entlang der x-/y-Achse orientiert sind und somit die Linienlast definiert werden kann. Bei einem Kreisquerschnitt muss man allerdings jedem Knoten die entsprechende Tangentialkraft (Drehmoment = Kraft * Hebelarm) zuweisen. Das ist leider nicht automatisiert in Z88Aurora. Sie koennen dies jedoch gerne "per Hand" tun, entweder direkt über die GUI oder über die Eingabedateien.
Viele Grüße
Daniel Billenstein
Drehmomente koennen leider nicht direkt aufgegeben werden. Bei dem Vierkantrohr funktioniert dies, da die Kanten entlang der x-/y-Achse orientiert sind und somit die Linienlast definiert werden kann. Bei einem Kreisquerschnitt muss man allerdings jedem Knoten die entsprechende Tangentialkraft (Drehmoment = Kraft * Hebelarm) zuweisen. Das ist leider nicht automatisiert in Z88Aurora. Sie koennen dies jedoch gerne "per Hand" tun, entweder direkt über die GUI oder über die Eingabedateien.
- Eingabedateien: Ueber ein "Set" bekommen Sie die Knotennummern die auf dem Radius liegen (z88sets.txt) und ueber die Datei z88structure.txt die Knotenkoordinaten. Nun brauchen sie nur ein kleines Hilfsprogramm (C, Perl, Pyhton, ...) was Ihnen die Kraefte verteilt. Das koennen sie gleich in die Datei z88i2.txt schreiben. Im Theoriehandbuch sind die Eingabedaten fuer den Solver beschrieben. Das ist zwar alles etwas komplizierter am Anfang, aber sehr schoen automatisierbar.
- GUI: Innerhalb der GUI muss für jeden Knoten ein Set erstellt werden, damit Sie jedem Knoten einen individuellen x- und y-Kraftwert zuweisen können. Zu jedem Knoten müssen Sie daher die x- und y-Kraftkomponente errechnen. Die Knotenpositionen dafür erhalten Sie über "Tools -> Analyse -> Knoteninfo".
Viele Grüße
Daniel Billenstein
Re: Randbedingungen für Drehmoment
Hallo DanBil,
vielen Dank für Ihre Antwort.
Leider scheint dieser Prozess relativ aufwendig zu sein, zumindest in meinem Fall da die Welle je nach Größe zwischen 50-100 Knoten auf dem Rand hat.
Das Beispiel Nr.3 habe ich auch durchgearbeitet. Jedoch scheint es mir so, dass dort auf die Biegemomente ein Augenmerk gelegt wird. Des Weiteren wird dort nur in einem Punkt eine Kraft definiert; hätte das den selben Effekt als wenn man über den gesamten Querschnitt eine Kraft definieren würde wie in dem Beispiel mit dem Vierkantrohr?
Da ich eher fachfremd bin würde ich intuitiv behaupten, dass dies zwei paar Schuhe sind.
Ich habe auch versucht durch das Strukturelement Nr.5 (Welle) meine Welle nachzubilden. Aber mir ist nicht ersichtlich geworden wie ich an einem Knoten, welches dem Anschein nach die Drehachse darstellt ein Drehmoment aufgebe.
Mit freundlichen Grüßen
Vitrex
vielen Dank für Ihre Antwort.
Leider scheint dieser Prozess relativ aufwendig zu sein, zumindest in meinem Fall da die Welle je nach Größe zwischen 50-100 Knoten auf dem Rand hat.
Das Beispiel Nr.3 habe ich auch durchgearbeitet. Jedoch scheint es mir so, dass dort auf die Biegemomente ein Augenmerk gelegt wird. Des Weiteren wird dort nur in einem Punkt eine Kraft definiert; hätte das den selben Effekt als wenn man über den gesamten Querschnitt eine Kraft definieren würde wie in dem Beispiel mit dem Vierkantrohr?
Da ich eher fachfremd bin würde ich intuitiv behaupten, dass dies zwei paar Schuhe sind.
Ich habe auch versucht durch das Strukturelement Nr.5 (Welle) meine Welle nachzubilden. Aber mir ist nicht ersichtlich geworden wie ich an einem Knoten, welches dem Anschein nach die Drehachse darstellt ein Drehmoment aufgebe.
Mit freundlichen Grüßen
Vitrex
Re: Randbedingungen für Drehmoment
Hallo Vitrex,
Wellen können sehr gut mit Strukturelementen abgebildet werden - vorausgesetzt es sollen keine Kerbspannungen betrachtet werden. Sind allerdings nur Verschiebungen, Verdrehungen, usw. interessant, ist es sogar zu empfehlen Strukturelemente zu verwenden.
Bei Strukturelementen wird die Welle in Unterabschnitte unterteilt, wobei immer "wenn etwas passiert", d.h. bei Kraftangriff, Festhaltung, Durchmesseränderung, ..., wird ein neuer Abschnitt definiert. Momente können dabei direkt auf einen Knoten über eine Kraft (gleichverteilt) um die entsprechende Achse angegeben werden. Beispielhaft ist dabei die Torsion auf Knoten 3 im Beispiel Nr. 3. Dort wurde die Kraft über den Hebelarm (Zahnradradius) auf ein Moment umgerechnet und auf den Knoten aufgegeben.
In der Ausgabe kann dann die Durchbiegung, Verdrehung, Knotenkräfte, usw. betrachtet werden.
Viele Grüße
Daniel Billenstein
Wellen können sehr gut mit Strukturelementen abgebildet werden - vorausgesetzt es sollen keine Kerbspannungen betrachtet werden. Sind allerdings nur Verschiebungen, Verdrehungen, usw. interessant, ist es sogar zu empfehlen Strukturelemente zu verwenden.
Bei Strukturelementen wird die Welle in Unterabschnitte unterteilt, wobei immer "wenn etwas passiert", d.h. bei Kraftangriff, Festhaltung, Durchmesseränderung, ..., wird ein neuer Abschnitt definiert. Momente können dabei direkt auf einen Knoten über eine Kraft (gleichverteilt) um die entsprechende Achse angegeben werden. Beispielhaft ist dabei die Torsion auf Knoten 3 im Beispiel Nr. 3. Dort wurde die Kraft über den Hebelarm (Zahnradradius) auf ein Moment umgerechnet und auf den Knoten aufgegeben.
In der Ausgabe kann dann die Durchbiegung, Verdrehung, Knotenkräfte, usw. betrachtet werden.
Viele Grüße
Daniel Billenstein
Re: Randbedingungen für Drehmoment
Hallo Danbil,
ich habe zwei Knoten mit dem Abstand 200mm erstellt. Die X-Achse ist die Längsachse.
Die Knoten habe ich mit dem Strukturelement Nr.5 (Welle) verbunden und zwischen beiden Knoten die Geometrie Kreis mit einem Durchmesser von 20mm zugewiesen.
Im Anschluss folgte eine Materialzuweisung (Baustahl).
Bis hier hin sollte es die blanke Welle sein.
Nun definiere ich am einen Knoten in X,Y,Z Richtung und um die X,Y,Z Achse die Verschiebung 0; damit sollte das eine Ende fest eingespannt sein. Am anderen Knoten definiere ich eine Kraft (gleichverteilt) um die X-Achse mit 100.000N.
Nach Auswertung mit dem Pardiso solver erhalte ich als Ergebnis keine Veränderungen der Geometrie.
Verschiebung beträgt Null.
Ein Screenshot finden Sie hier:
http://www.directupload.net/file/d/4125 ... zs_png.htm
Leider habe ich noch nicht herausfinden können warum keine Verschiebungen statt finden.
Mit freundlichen Grüßen
Vitrex
ich habe zwei Knoten mit dem Abstand 200mm erstellt. Die X-Achse ist die Längsachse.
Die Knoten habe ich mit dem Strukturelement Nr.5 (Welle) verbunden und zwischen beiden Knoten die Geometrie Kreis mit einem Durchmesser von 20mm zugewiesen.
Im Anschluss folgte eine Materialzuweisung (Baustahl).
Bis hier hin sollte es die blanke Welle sein.
Nun definiere ich am einen Knoten in X,Y,Z Richtung und um die X,Y,Z Achse die Verschiebung 0; damit sollte das eine Ende fest eingespannt sein. Am anderen Knoten definiere ich eine Kraft (gleichverteilt) um die X-Achse mit 100.000N.
Nach Auswertung mit dem Pardiso solver erhalte ich als Ergebnis keine Veränderungen der Geometrie.
Verschiebung beträgt Null.
Ein Screenshot finden Sie hier:
http://www.directupload.net/file/d/4125 ... zs_png.htm
Leider habe ich noch nicht herausfinden können warum keine Verschiebungen statt finden.
Mit freundlichen Grüßen
Vitrex
Re: Randbedingungen für Drehmoment
Guten Morgen Vitrex,
am besten senden Sie Ihr Projekt an unsere Support Email: z88aurora"at"uni-bayreuth.de
Dann fällt es einfacher, Hilfestellung zu geben!
Mit freundlichen Grüßen
Daniel Billenstein
am besten senden Sie Ihr Projekt an unsere Support Email: z88aurora"at"uni-bayreuth.de
Dann fällt es einfacher, Hilfestellung zu geben!
Mit freundlichen Grüßen
Daniel Billenstein
Re: Randbedingungen für Drehmoment
Hi Vitrex,
vielen Dank für das Zusenden der Projektdatei! Ich antworte Ihnen im Forum, damit auch andere Nutzer mit dem gleichen Problem sich informieren können.
Ihr Projekt ist richtig angelegt und auch die Ausgabe ist in Z88Aurora korrekt. Allerdings zeigt Aurora bei den Gesamtverschiebungen lediglich die x-, y- und z- Verschiebung an. Da eine tordierte Welle allerdings keine Absenkung in eine Achsrichtung erfährt, ist die Verschiebung in die einzelnen Achsrichtungen und somit auch die Gesamtverschiebung Null.
Wenn Sie die Verdrehungen wissen wollen, müssen Sie die Ausgabedateien in Ihrem Projektordner ansehen:
Mit freundlichen Grüßen
Daniel Billenstein
vielen Dank für das Zusenden der Projektdatei! Ich antworte Ihnen im Forum, damit auch andere Nutzer mit dem gleichen Problem sich informieren können.
Ihr Projekt ist richtig angelegt und auch die Ausgabe ist in Z88Aurora korrekt. Allerdings zeigt Aurora bei den Gesamtverschiebungen lediglich die x-, y- und z- Verschiebung an. Da eine tordierte Welle allerdings keine Absenkung in eine Achsrichtung erfährt, ist die Verschiebung in die einzelnen Achsrichtungen und somit auch die Gesamtverschiebung Null.
Wenn Sie die Verdrehungen wissen wollen, müssen Sie die Ausgabedateien in Ihrem Projektordner ansehen:
- z88o2.txt: Enthält die Verschiebungen in x-, y- und z-Richtung (entspricht u(1), u(2) und u(3)) sowie die Verdrehungen um die x-, y- und z-Achse (entspricht u(4), u(5) und u(6))
- z88o3.txt: Enthält die Spannungen (Bitte beachten Sie, dass bei abgesetzten Wellen keine Kerbspannungen berücksichtigt werden und deshalb sicherheitshalber in Aurora auch keine Spannungsergebnisse geplottet werden können, um Missverständnisse von vornherein zu verhindern)
- z88o4.txt: Knotenkräfte (elementweise und je Knoten)
Mit freundlichen Grüßen
Daniel Billenstein
Re: Randbedingungen für Drehmoment
Hallo DanBil,
vielen Dank für Ihre überaus nette Unterstützung!
Nun klappt es.
Eine letzte Frage noch; wo befindet sich die Z88I2.TXT Datei?
In den Projektordnern finde ich nur die Z88SETSACTIVE.TXT Datei die strukturelle Ähnlichkeit hat bzw. die Randbedingungen enthält.
Mit freundlichen Grüßen
Vitrex
vielen Dank für Ihre überaus nette Unterstützung!
Nun klappt es.
Eine letzte Frage noch; wo befindet sich die Z88I2.TXT Datei?
In den Projektordnern finde ich nur die Z88SETSACTIVE.TXT Datei die strukturelle Ähnlichkeit hat bzw. die Randbedingungen enthält.
Mit freundlichen Grüßen
Vitrex
Re: Randbedingungen für Drehmoment
Hallo Vitrex,
es freut mich, dass es nun funkioniert!
Die z88i2.txt ist eine Solverdatei für den z88r.exe und enthält die Randbedingungen (Kräfte und Festhaltungen). Sie wird in ihrem Projektordner aus der Set-Datei, Setsactive-Datei usw. erzeugt, wenn Sie auf "Berechnung starten" klicken. Ist die Berechnung beendet (wenn Sie auf Schließen des Fensters "Solverinfo: erfolgreich gelaufen!" klicken) werden die solverspezifischen Dateien (z88i1, z88i2, z88i5, ...) wieder gelöscht.
Viele Grüße
Daniel Billenstein
es freut mich, dass es nun funkioniert!
Die z88i2.txt ist eine Solverdatei für den z88r.exe und enthält die Randbedingungen (Kräfte und Festhaltungen). Sie wird in ihrem Projektordner aus der Set-Datei, Setsactive-Datei usw. erzeugt, wenn Sie auf "Berechnung starten" klicken. Ist die Berechnung beendet (wenn Sie auf Schließen des Fensters "Solverinfo: erfolgreich gelaufen!" klicken) werden die solverspezifischen Dateien (z88i1, z88i2, z88i5, ...) wieder gelöscht.
Viele Grüße
Daniel Billenstein
Re: Randbedingungen für Drehmoment
Guten Morgen DanBil,
vielen Dank dafür.
Mein letzter Post scheint doch nicht die letzte Frage gewesen zu sein
Bisher habe ich Zugriff auf die Z88i2 Datei erst nach den Berechnungen. Aber die Berechnungen sollen ja gerade mit den selbst eingetragenen Werten in der Z88i2 Datei erfolgen.
Wenn man selbst eine solche Datei schreibt, wie ist diese zu verwenden damit der Solver mit den Daten rechnet?
Mit freundlichen Grüßen
Vitrex
vielen Dank dafür.
Mein letzter Post scheint doch nicht die letzte Frage gewesen zu sein
Bisher habe ich Zugriff auf die Z88i2 Datei erst nach den Berechnungen. Aber die Berechnungen sollen ja gerade mit den selbst eingetragenen Werten in der Z88i2 Datei erfolgen.
Wenn man selbst eine solche Datei schreibt, wie ist diese zu verwenden damit der Solver mit den Daten rechnet?
Mit freundlichen Grüßen
Vitrex
Re: Randbedingungen für Drehmoment
Hallo Vitrex,
Sie können sich automatisch die Solver-Eingabedateien aus Ihren Z88Aurora V3-Projektdateien erstellen lassen.
Hierfür liegt der Konverter z88ag2ri.exe im bin-Verzeichnis der Z88Aurora-Installation, z. B. C:\Z88AuroraV3\win\bin.
Öffnen Sie eine Kommandozeile und wechseln Sie in diesen Ordner. Rufen Sie den Konverter mit folgendem Befehl auf: z88ag2ri.exe 1 1 C:\Pfad\zum\Projekt\Verzeichnis
Dann werden Ihnen automatisch die Solver-Eingabedateien erzeugt. Wenn Sie dann Änderungen an der z88i2.txt vornehmen, müssen Sie aber auch den Solver z88r/rs.exe manuell starten.
Alternativ können Sie auch die gewünschten Anpassungen in den Dateien z88sets.txt und z88setsactive.txt vornehmen bzw. sich durch ein selbstgeschriebenes Skript (z. B. mit Perl) erzeugen lassen.
Genaue Informationen zum Dateiformat finden Sie im Z88Aurora-Theoriehandbuch ab S. 61. Das Handbuch liegt ebenso im Installationsverzeichnis unter \docu\de\.
Mit freundlichen Grüßen
SHautsch
Sie können sich automatisch die Solver-Eingabedateien aus Ihren Z88Aurora V3-Projektdateien erstellen lassen.
Hierfür liegt der Konverter z88ag2ri.exe im bin-Verzeichnis der Z88Aurora-Installation, z. B. C:\Z88AuroraV3\win\bin.
Öffnen Sie eine Kommandozeile und wechseln Sie in diesen Ordner. Rufen Sie den Konverter mit folgendem Befehl auf: z88ag2ri.exe 1 1 C:\Pfad\zum\Projekt\Verzeichnis
Dann werden Ihnen automatisch die Solver-Eingabedateien erzeugt. Wenn Sie dann Änderungen an der z88i2.txt vornehmen, müssen Sie aber auch den Solver z88r/rs.exe manuell starten.
Alternativ können Sie auch die gewünschten Anpassungen in den Dateien z88sets.txt und z88setsactive.txt vornehmen bzw. sich durch ein selbstgeschriebenes Skript (z. B. mit Perl) erzeugen lassen.
Genaue Informationen zum Dateiformat finden Sie im Z88Aurora-Theoriehandbuch ab S. 61. Das Handbuch liegt ebenso im Installationsverzeichnis unter \docu\de\.
Mit freundlichen Grüßen
SHautsch
Re: Randbedingungen für Drehmoment
Hallo SHautsch,
wenn ich Ihre Anleitung ausführe erhalte ich folgende Fehlermeldung:
"Problem beim i1-Schreiben. Siehe Datei Z88AG2RI.LOG".
Die Frage war eigentlich, wie ich eine selbstgeschriebene z88i2-Datei in ein Projekt einbinden kann.
Mit freundlichen Grüßen
Vitrex
wenn ich Ihre Anleitung ausführe erhalte ich folgende Fehlermeldung:
"Problem beim i1-Schreiben. Siehe Datei Z88AG2RI.LOG".
Die Frage war eigentlich, wie ich eine selbstgeschriebene z88i2-Datei in ein Projekt einbinden kann.
Mit freundlichen Grüßen
Vitrex
Re: Randbedingungen für Drehmoment
Hallo Vitrex,
je nach Installationspfad von Z88Aurora empfiehlt es sich, die Kommandozeile als Administrator zu starten. Zudem muss der Konverter in der Z88Aurora-Ordnerstruktur liegen, da er auf andere Module zurückgreift.
Was sagt denn die LOG-Datei?
Eine Einbindung einer z88i2.txt in ein bestehendes Z88Aurora-Projekt ist nicht möglich. Sie können nur ihr Projekt komplett im Z88OS-Datenformat (z88i1.txt, z88i2.txt, z88i5.txt) anlegen und in Z88Aurora importieren.
Andernfalls müssen Sie die Informationen der z88i2.txt in die z88sets.txt und z88setsactive.txt Dateien einbauen.
Ansonsten können Sie mit einer selbst generierten z88i2.txt-Datei wie letzten Post beschrieben mit der z88i1.txt und z88i5.txt den Solver ohne GUI laufen lassen und die Ergebnisse dann für Z88Aurora konvertieren.
Mit freundlichen Grüßen,
SHautsch
je nach Installationspfad von Z88Aurora empfiehlt es sich, die Kommandozeile als Administrator zu starten. Zudem muss der Konverter in der Z88Aurora-Ordnerstruktur liegen, da er auf andere Module zurückgreift.
Was sagt denn die LOG-Datei?
Eine Einbindung einer z88i2.txt in ein bestehendes Z88Aurora-Projekt ist nicht möglich. Sie können nur ihr Projekt komplett im Z88OS-Datenformat (z88i1.txt, z88i2.txt, z88i5.txt) anlegen und in Z88Aurora importieren.
Andernfalls müssen Sie die Informationen der z88i2.txt in die z88sets.txt und z88setsactive.txt Dateien einbauen.
Ansonsten können Sie mit einer selbst generierten z88i2.txt-Datei wie letzten Post beschrieben mit der z88i1.txt und z88i5.txt den Solver ohne GUI laufen lassen und die Ergebnisse dann für Z88Aurora konvertieren.
Mit freundlichen Grüßen,
SHautsch
Re: Randbedingungen für Drehmoment
Hallo SHautsch,
die Z88AG2RI.LOG Datei enthält eine Liste von .txt-Dateien.
Hier ist ein Screenshot: http://www.directupload.net/file/d/4131 ... 3q_png.htm
Dies ist jedoch nicht das Hauptproblem, da ich die z88i1, z88i2 und z88i5 Dateien während der Berechnungen aus dem Projektordner rauskopieren und die z88i2 Datei entsprechend modifizieren kann.
Im Anschluss versuche ich den Solver manuell zu starten. Eine grafische Darstellung der Ergebnisse ist nicht notwendig.
Wenn ich im bin-Ordner die Anwendungen (z88r.exe oder z88rs.exe) starten möchte erscheint ein DOS Fenster und wird sofort wieder geschlossen. Ein Screenshot ist leider nicht möglich da der Vorgang zu schnell geht.
Das Ausführen mit Administratorrechten hilft leider auch nicht. Das OS ist Windows 10 64bit.
Mit freundlichen Grüßen
Vitrex
die Z88AG2RI.LOG Datei enthält eine Liste von .txt-Dateien.
Hier ist ein Screenshot: http://www.directupload.net/file/d/4131 ... 3q_png.htm
Dies ist jedoch nicht das Hauptproblem, da ich die z88i1, z88i2 und z88i5 Dateien während der Berechnungen aus dem Projektordner rauskopieren und die z88i2 Datei entsprechend modifizieren kann.
Im Anschluss versuche ich den Solver manuell zu starten. Eine grafische Darstellung der Ergebnisse ist nicht notwendig.
Wenn ich im bin-Ordner die Anwendungen (z88r.exe oder z88rs.exe) starten möchte erscheint ein DOS Fenster und wird sofort wieder geschlossen. Ein Screenshot ist leider nicht möglich da der Vorgang zu schnell geht.
Das Ausführen mit Administratorrechten hilft leider auch nicht. Das OS ist Windows 10 64bit.
Mit freundlichen Grüßen
Vitrex
Re: Randbedingungen für Drehmoment
Hallo Vitrex,
den Solver können Sie wie folgt alleine aufrufen:
1. Kopieren Sie die Dateien z88rs.exe, z88r.dyn und libiomp5md.dll in den betreffenden Projektordner mit ihren Eingabedateien (z88i?.txt und Materialdaten).
2. Rufen Sie den Solver mit folgendem Befehl auf (erst mal im Testmodus, für Pardiso):
3. Rufen Sie den Solver mit folgendem Befehl erneut auf (sofern kein Fehler bei 2. angezeigt wurde):
4. Falls Sie die Ergebnisse in Z88Aurora V3 dargestellt werden sollen, einfach die Datei z88ro2ag.exe in den Projektordner kopieren und aufrufen.
Falls noch Probleme auftreten, gerne wieder hier melden.
Beste Grüße,
SHautsch
den Solver können Sie wie folgt alleine aufrufen:
1. Kopieren Sie die Dateien z88rs.exe, z88r.dyn und libiomp5md.dll in den betreffenden Projektordner mit ihren Eingabedateien (z88i?.txt und Materialdaten).
2. Rufen Sie den Solver mit folgendem Befehl auf (erst mal im Testmodus, für Pardiso):
Code: Alles auswählen
z88rs.exe -t -paraoCode: Alles auswählen
z88rs.exe -c -paraoFalls noch Probleme auftreten, gerne wieder hier melden.
Beste Grüße,
SHautsch