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hallo,

ich möchte ein bauteil rechnen von dem ich die zulässige bruchkraft (versuchsseitig) nicht kenne. ich habe nur das materialgesetz bzw. -verlauf (multilinear). wenn ich es jetzt mit einer kraft belaste, dann bekomme ich sehr schnell eine solution und ich gehe davon aus, dass das ding konvergiert. ich würde aber gerne die kraft stetig erhöhen um zu beobachten, wann es keine solution mehr gibt, also solution nicht konvergiert (mesh usw. sind alles ok und passen zum bauteil). kann man dann sagen, wenn es irgendwann nicht konvergiert, dass man die bruchkraft in guter näherung erreicht hat? kann ich irgendwie auf die bruchkraft kommen?

danke

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Moin,

die Konvergenz hat rein gar nichts mit der Festigkeit zu tun. Das System konvergiert genau dann nicht mehr, wenn numerisch keine Lösung mehr gefunden wird. Das kann zahlreiche Gründe haben, wie Starrkörperverschiebung, Singularitäten, falsch definierte Materialien, zu sehr verzerrte Elemente, also allgmein zu hohe innere Kräfte. Ob es Bauteil eine Belastung aushällt kann man nur mit Hilfe von Vergleichsspannungen oder Versagenskriterien feststellen. Wenn die Elemente gleichmäßig verformt sind und die Materialkurve stetig steigt, kann man "bis zur Unendlichkeit und noch viel weiter" rechnen, bis er aus Konvergenzgründen abbricht.

Gruß

Cpt.Klotz

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FE make a good engineer great and a bad one dangerous!

Daniel-Jan Schendel, TU-Dresden, Fakultät Maschinenbau

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Für mich klingt das ein nach der Bestimmung der "Traglast". Ein Verfahren dazu reißt Prof. Jürgen Rudolph in (Kap. 4.3)

https://eldorado.uni-dortmund.de/bitstream/2003/2800/1/Rudolphunt.pdf

an.

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danke

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Hallo

Gib doch auf Dein Bauteil eine extrem hohe Last auf, wo Du Dir sicher bist, dass das Bauteil auf jeden Fall versagen muss.

Dann bringst Du über nsub ein kleines Anfangslastinkrement (Teil der Gesamtlast)auf und stellst noch auto,on ein.

Die dann berechten Substeps Deines Lastschrittes kannst Du ja im Post26 in einem Diagramm als Verlauf anzeigenlassen.

Den Abbruchgrund (Nichtkonvergenz) muß Du dann selber interpretieren, so wie es User Cpt.Klotz erwähnt hat.

Deshalb ist/wird man ja auch Ingenieur, glaube ich zumindest.

MfG

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danke für dein lösungsvorschlag....hatte ich auch vor. also ich stimme ja cpt.klotz zu, doch irgenwie, wie ich001 ja vorgeht, kann man oder müsste man die festigkeit aus der nichtkonvergenz ermitteln können. da ich ja vorher starrkörperverschiebung bei unteren lasten ausgeschlossen habe und weiß, dass meine materialien richtig definiert sind, kann doch nur der grund für extreme verzerrungen (müssen ja in realität nicht auftauchen) und singularität das nichtfinden des inneren gleichgewichtes sein. dh wenn die last in dem moment kein inneres gleichgewicht findet, muss doch die last ausschlaggebend sein. man stelle sich nur tonnen auf käse vor. ich denke mit einem käsematerial kann ich keine zig-tonnen in konvergenz bringen. es muss nicht ganz genau die exakte last sein, sondern wenn man nur ein paar prozent fehler macht, denke ich, kann man das so ermitteln.

danke

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Hallo Cpt.Klotz

 

Zitat:

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Original erstellt von Cpt.Klotz:

zu sehr verzerrte Elemente, also allgmein zu hohe innere Kräfte.

[/B]

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Ich hätte dazu mal ne Frage. Bei einer nichtlinearen Berechnung von mir, kam eine Errormeldung "Exzessive Distortation on Element xxx". Die Rechnung lief im Batch-Modus weiter, machte aber selbstständig eine Bisektion des Lastinkrements und konvergierte anschließend dann noch ein paar mal bis letztendlich zum Versagen (Nichtkonvergenz)der Struktur. Im Postprocessor hab ich mir das verformte Element dann mal genauer angeschaut. Ich konnte aber keine starken Verzerrungen des Elements entdecken. Kann es sein, dass Ansys dann dieses Element für den weiteren Verlauf der Rechnung irgendwie anpasst (interpoliert)?
Hat diese Fehlermeldung (Error) einen Einfluß auf das Ergebnis der Berechnung? Also sollte ich vielleicht im Bereich des Elementes der Fehlermeldung noch feiner Vernetzen, was bei meinem Modell recht schwierig wäre?
Oder bedeutet diese Fehlermeldung, dass hier schon ein Versagen der Struktur vorliegt?
Also wie genau muß ich diese Fehlermeldung beurteilen???

MfG

[Diese Nachricht wurde von ich001 am 07. Jul. 2008 editiert.]

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Hmm ich arbeite im Rahmen eines Forschungsprojektes mittlerweile seid 3 Jahren im Berich nicht-linearer-Berechnungen. Meistens sind es Kombinationen aus Material-NL und geometrischer NL, zum Teil auch kombiniert mit Federn und Kontakten. Es handelt sich hierbei um Berechnung die mit Umformungsberechnungen recht ähnlich sind. Hierfür werden Kraft-Verformungs-Kurven ermittelt, die dann zum Teil auch mit Versuchen validiert werden.
Das Vorgehen ist immer recht ähnlich. Kaum eine Rechnung läuft beim ersten Mal durch. Es ist fast immer notwendig, die Bereiche mit stark verzerrten Elementen neu zu vernetzen, oder sich über die NL-Diags die Force-Convergence-Norm und Moment-Convergence-Norm anzuschauen (Die können auch ähnlich heißen. Sorry bin im Urlaub und habe weder ANSYS, noch die Hilfe als Datei auf meinem Rechner). Da wir mit Schalenmodellen arbeiten ist es häufig auch nötig an manchen Stellen Ersatzsysteme zu erstellen, damit zum Beispiel bei senkrechten Stößen zwischen zwei Blechen die Lasten nicht auf eine Knotenreihe verteilt werden sondern über zwei oder drei Reihen auf Grund der Schalendicke. Das führt zu geringeren lokalen Belastungen und somit zu einer etwas längeren Rechnung (späterer Abbruch durch Konvergenz). Ein anderes Beispiel ist, dass wir die Lasteinleitungsbereiche zum Teil mit Volumenelementen versehen und dann mit shell-solid-Interaktionen arbeiten. Bei den Volumina ist dann die Konvergenz auch besser. Solche hochgradig nicht-lineare Berechnungen haben viel mit Erfahrungen zu tun. Eine wirkliche Musterlösung gibt es nicht. Zum Teil hat es auch schon geholfen die LoadSteps anders anzusetzen, damit er über einen kritischen Punkt kommt. Wie gesagt die größte Hilfe ist es die inneren Konvergenzkräfte und -momente anzuschauen, dann weiß man welcher Bereich für den Abbruch verantwortlich ist.
Konvergenz kann meines Wissens nur bei Durchschlagsproblemen als ein Versagenskriterium genommen werden. Ob das Material reißt oder nicht kann man es definitiv nicht verwenden, das ist Fakt. Zum anderen kann man auch z.T nachhelfen indem man die Konvergenzkriterien des Solvers ändert. Es gibt zum Beispiel einen Wert der plastischen Dehnungen zwischen zwei Steps die nicht überschritten werden darf, sonst macht er halt die schon angesprochene Bisection.

Ich hoffe das hat nochmal ein klein wenig geholfen. Zusammengefasst: Die Konvergenz hat in den allerwenigsten Fällen was mit Versagen zu tun. Das zeigen unter anderem Vergleiche zwischen Simulation und Messungen innerhalb unseres Institutes.

Gruß Cpt.Klotz

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Daniel-Jan Schendel, TU-Dresden, Fakultät Maschinenbau

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Danke für diesen ausführlichen Beitrag.

Ich selber bin zur Zeit in der Diplomphase und habe eine Struktur zu berechnen, bei der alle drei Nichtlinearitäten (Geometrie,Material,Randbedingungen) auftreten. Ich verwende dazu die Shellelemente 181.

Nur wenn ich mit dem Newtonverfahren rechne, um die Last zu ermitteln, bei der meine Struktur instabil wird (macht das Bogenlängenverfahren auch) bekomme ich halt manchmal die Fehlermeldung (also keine Warnung!!!) Exzessive Distortation on Element...,beim Bogenlängenverfahren jedoch nicht.Hat das etwa was mit dem Verfahren zu tun? Denn das Newton-Verfahren folgt der Last bis zum Maximum und das Bogenlängenverfahren folgt dem Gleichgewichtspfad???. Ich wollte den Bereich um das fehlerhafte Element aber  nicht unbedingt neu vernetzten (Vernetzung ist schon sehr fein), oder bleibt mir da nichts anderes übrig?
Ich weiß dann eben nicht, in welcher Form diese Fehlermeldung mein Ergebnis beeinflußt/verfälscht, denn im Batch-Modus rechnet ANSYS trotzdem weiter und macht ne Bisektion.
Vielleicht fällt Dir trotz Deines Urlaubes bei einem lecker Kaltgetränk noch was speziell zu dieser Fehlermeldung ein.
Und nochmals danke für Deine Beiträge hier zu diesem Thema. Dadurch wurde mir einiges sofort verständlicher.
MfG

[Diese Nachricht wurde von ich001 am 08. Jul. 2008 editiert.]

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Hmm der Urlaub hält mich natürlich nicht vom Forumlesen ab, auch wenn ich schon mit einem Bein in Shanghai bin  . Das eine Bisection eingeleitet wird ist völlig unkritisch, solange er danach ohne Probleme weiterrechnet. Das heißt nur, dass er mit den eingestellten Konvergenzkriterien nicht hinkommt, da zum Beispiel die Erhöhung der plastischen Dehnung zwischen den Schritten zu groß wird und das Ergebnis dadurch natürlich ungenauer wird, da er ja das lokale E-Modul falsch berücksichtig. Außerdem kann es sein, dass Du den Predictor aktiviert hast. Dann versucht ANSYS von sich aus vorrauszusehen, ob die Lösung innerhalb von 20 Iterationen erreicht werden kann und bricht ggf. vorher schon ab und halbiert den Zeitschritt. Das Ergebnis wird dadurch eigentlich noch genauer.
Zu dem Bogenlängenverfahren kann ich jetzt leider wenig sagen. Das hatte ich mal im Studium, das ist jetze aber schon 4 Jahre her. Da müsste ich wiederum in meine Unterlagen gucken. Das Bogenlängeverfahren ist wohl aber ziemlich das einzige bei dem die Konvergenz ein Versagen vorhersagen kann (aber nicht muss). Dann bricht er meines Wissens aber nicht auf Grund von verzerrten Elementen ab, sicher bin ich mir da jetzt aber auch nicht. Es gibt aber einfache Beispiele zum Bogenlängenverfahren im Netz. Ich denke auf der Seite der "University of Alberta" war sowas dabei. Den Link habe ich leider nicht vor mir (denn Urlaub :-)). Am Beispiel eines einfachen Balken sollte man da erkennen wie es genau aussieht, wenn ANSYS auf Grund von Versagen keine Lösung mehr finden kann. Wir hatten das damals mit ABAQUS gemacht, da war das ganze noch ein wenig anders.

Sorry mehr kann ich jetzt aus der Ferne nicht beitagen, wirklich hilfreich war dieser Beitrag jetzt ja nicht gerade. Wenn ich in 2 Wochen wieder in Dresden bin könnte ich da mehr helfen. Ich denke, dann ist das Problem aber schon fast wieder vom Tisch.

Gruß

Cpt.Klotz

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Daniel-Jan Schendel, TU-Dresden, Fakultät Maschinenbau

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Zitat:

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Original erstellt von Cpt.Klotz:

Sorry mehr kann ich jetzt aus der Ferne nicht beitagen, wirklich hilfreich war dieser Beitrag jetzt ja nicht gerade.

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Für mich war Deine kurze Erläuterung bezüglich der Fehlermeldung "Exzessive Distortation on Element" schon recht aufschlussreich und nachvollziehbar. Der Predictor ist meines Wissens erstmal aktiviert (default). Laut meinen Unterlagen wird er nicht aktiviert bei Elementen mit Rotationsfreiheitsgraden (Shellelemente haben jedoch Rotationsfreiheitsgrade) und sollte auch nicht zusätzlich von Hand eingeschaltet werden. Liegt ein abrupter Steifigkeitssprung (z.B. bei meinem Versuchsteil, wenn es zum Kontakt kommt) vor oder werden Elemente mit Rota.-Freih.-graden verwendet, so kann der Predictor Algorithmus auch zur Divergenz führen und sollte besser ausgeschaltet werden. Das aber nur mal nebenbei bemerkt. Ich bin da eh nicht so fit.
Zum Bogenlängenverfahren muß ich sagen, dass ich zwei einfache Beispielrechnungen da habe, da mir der Seminarordner von CADFEM "Nichtlinearitäten" vorliegt.
Für meine Diplomarbeit habe ich als Vorlage ein real auf Beulversagen getestetes Teil vorliegen. Ab einer bestimmten Last gab es da einen "Knall" und es entstand eine plastische Beulform. Mit ANSYS und dem Bogenlängenverfahren (inklusive der Nichtlinearitäten: Geometrie, Randbedingung bzw. Kontakt und Material) konnte ich die beim Versuch entstandene Beulform nachstellen und aufzeigen. Jedoch entstand meine plastische Beulform viel früher als im Versuch. Die Gründe dafür sind mir aber bekannt (Schweissnahteinfluss wirkt zusätzlich verstärkend, Wandstärkentoleranzen usw.). Jedenfalls sahen beide Beulformen absolut identisch aus. Mein Professor hat sich auch sehr positiv dazu geäußert.
Das ganze ist jetzt etwas vom eigentlichen Thema des Thread's etwas abgewichen. Trotzdem nochmals vielen Dank für Deine Hilfe.
MfG

[Diese Nachricht wurde von ich001 am 09. Jul. 2008 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von ich001 am 09. Jul. 2008 editiert.]

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