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Hallo Leute,

ich untersuche zur Zeit (Master-Thesis) einen gekannteten Stahlturm einer Windenergieanlage auf Stabilität. Die lineare Beulanalyse (LA) habe ich hinbekommen. Die geometrisch nichtlineare Beulanalyse (GNA) habe ich auch hinbekommen. Jedoch die geometrisch lineare und materiell nicht lineare Beulanalyse (MNA) bekomme ich nicht hin. Hier müsste man Lastgesteuert rechnen bin ich der Meinung aber wie! Ich benutze ANSYS jetzt seit 20 Tagen und bin ziehmlicher Anfänger.

Kann mir hier jemand weiterhelfen? 

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Hallo Stefan,

mit welchem Modell hast Du denn die bisherigen Beulanaylsen durchgeführt (Elementeinteilung usw.)?.
Womit hast Du die Ergebnisse abgeglichen?
Könntest Du mal Dein Rechenmodel hier als Plot "reinstellen"
Womit rechnets Du - Calssic oder Workbench?

Gruß
Gerd

[Diese Nachricht wurde von smittytomcat am 18. Jun. 2010 editiert.]

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Hallo Gerd,

also reinstellen kann ich es leider nicht. Ist Firmeneigentum aus einer Forschungs und Entwicklungsabteilung. Es ist ein relativ einfaches Modell eines gekanteten Stahlrohrturmes (das ganze konisch).

Vom System ein einfacher Kragarm.

Mein Problem ist nur eine materiell nicht lineare Beulberechnung durchzuführen. Also bei einem am Kopf angreifenden Moment. Ich würde das Moment gerne in Lastschritten aufbringen um den kritischen Lastfaktor herauszubekommen. Eben wie bei einer einfachen geometrisch nichtlinearen Berechnung. Da bricht er ja auch nach dem Beulen bzw. Systemversagen ab und liefert mir den Faktor  unter TIME/Freq.

Gruß Stefan

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Achso ich rechne mit ANSYS-Classic! Ich hab ein relativ grobes Netz mit Shell181 Elementtypen, aber das ist ja erstmal nebensächlich denk ich.

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Hi Stefan,

wie hast Du die ersten Ergebnisse verifiziert. Du hast ja ein grobes Netz verwendet, woher weißt Du dann das Du die untersten Beulwerte erwischt hast? Das kann ziemlich ins Auge gehen. Mach doch mal anhand eines einachsig gedrückten Feldes einen Überschlag, das ist der Beulfaktor ja (fast const.) 4.
Gerade bei Beuluntersuchungen muß man etwas feiner im Netz werden, da man sonst Gefahr läuft Beulformen auszufiltern.

Gruß
Gerd

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Hallo Gerd

danke für Dein Vorschlag aber bei diesem System ist die erste Beulform maßgebend (1. Eulerfall). Egal wie fein ich das Netz mache.

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Moin,

was meinst Du den jetzt, Beulen oder Knicken? Der erste Eulerfall hört sich eher nach Knicken an.
Beide Kriterien müßen abgedeckt werden.
So, jetz mal Butter bei die Fische. Wenn ein Kragträger eine Moment bekommt dann habe ich an der Einspannstelle sowohl Zug als auch Druck.
Und genau für diesen Druck muß man die Beulsicherheit der Beplattung nachweisen, wobei genau genommen durch die Dehnbehinderung sogar noch zweiachsiger Druck entstehen kann.
Schaut man sich die Diagramme für frei gelagerte Platten an mit einachsigen Druck, dann findet man die niedrigsten Beulwerte meistens bei den höheren Formen abhängig vom Seitenverhältnis, hingegen liefern dann die unteren Formen schon wieder höhere Werte.
Darum gehts.

Ein paar mehr Infos von Deiner Seite wäre sicher hilfreich damit die Leute Dir hier auf die Sprünge helfen können.

Gruß
Gerd

[Diese Nachricht wurde von smittytomcat am 19. Jun. 2010 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von smittytomcat am 19. Jun. 2010 editiert.]

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Ich möchte einen numerisch gestützten Beulsicherheitsnachweis mittels globaler MNA- und LBA Berechnung nach EN1993-1-6 (S.48) machen! Und dort benötige ich den Lasterhöhungsfaktor bei dem das System versagt.

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Ich möchte Gerd an dieser Stelle Recht geben. Gerade bei Stabilitärsuntersuchungen ist ein konvergentes Netz von immenser Bedeutung. Es lässt sich nachweisen, dass die Ergebnisse der FE "von oben" konvergieren, sprich dein numerisches System ist steifer, als dein reales! Ein zu grobes Netz suggeriert dir also, dass dein System erst später instabil wird.

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Hallo zusammen,

@ Stefan: Nur eine Frage: Rechnest du mit geometrisch idealem Modell? Oder hast du auch noch kleine "Imperfektionen" modelliert? Zum Beispiel eine schon vorhandene Auslenkung, bevor du deine Kraft drauf gibst, kleine Dellen, die du vor Kraftaufbringung in deine Struktur reinhaust, etc... Das hat einen sehr entscheidenden Einfluss auf deine Ergebnisse bzw. deren Qualität. Imperfektionen kann man z. B. gleich im CAD mitmodellieren, oder man "verformt" sein Modell im ersten Lastschritt, nimmt dann alle Lasten wieder weg, die bleibende Verformung ist dann deine Imperfektion. Anschließend erfolgt die Beulanalyse.

BTW: Warum nicht weggesteuert rechnen und anschließend einen Plot der Reaktionskräfte gegen die Verformung ausgeben? Dann siehst du deine "Steifigkeitskurve" deiner Gesamtkonstruktion...

Hintergrund ist folgender: Hast du eine Kraft-Weg-Kurve, die Extremwerte aufweist (Maxima), dann kommst du über dieses Maximum kraftgesteuert nicht drüber, weil im Punkt des Maximums die Steifigkeit = 0 ist. Und das verursacht ein numerisches Problem. Nach dem Maximum hast du dann sogar eine negative Steifigkeit, d. h. dein Verformungsweg wird bei abnehmender Kraft zunehmen. Soll heißen, wenn du eine Anfangskraft zu hoch wählst, dann wird dein Modell nicht konvergieren. Weggesteuert ist das kein Problem und du kannst die o. g. "Steifigkeitskurve", also eine Kraft-Weg-Kennlinie plotten. Die Kurve kann natürlich auch mehrere Extremwerte haben, dieses Verhalten haben z. B. manche Kunststoffe. Ich finde solche Kurven sehr interessant und aufschlussreich.

Sofern es möglich ist, rechne ich solche Sachen übrigens lieber weggesteuert, die Konvergenz ist deutlich besser, die Rechnung wesentlich stabiler. Leider lassen sich Kraftsteuerungen nicht immer so einfach durch Wegsteuerungen ersetzen (z. B. Druck auf gekrümmte Fläche).

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Gruß  

Markus

[Diese Nachricht wurde von Markus_30 am 20. Jun. 2010 editiert.]

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Hallo Markus

Nach dem EC und der Germanische Lloyd (GL) möchte alle vier Beulwiderstände berechnet haben:

1. Linear elastische Verzweigungs(eigenwert) Berechnung (LBA)
2. Materiell nichtlineare Berechnung (MNA)
3. Geometrisch nichtlineare Berechnung (GNA)
4. Geometrisch und materiell nichtlineare Berechnung (GMNA)

Es ist jeweils der Lastfaktor gesucht bei dem das System versagt!

Meiner meinung nach und so stehts auch im EC und so hast Du es ja auch gesagt muss man das ganze natürlich auch mit Imperfektionen durchrechnen (im hinblick auf den Bemessungsbeulwiderstand), der GL fordert dies aber nicht da beim maßgebenden Lastfall (Nickmoment[wir sind immer noch beim längs geteilten und gekanteten Stahlturm einer Windenergieanlage]) das System sich sowieso affin zum ersten Eulerfall versagt. Soweit bin ich noch nicht mit meinen Berechnungen vorangekommen das ich diese Aussage bewerten konnte. [dieser Absatz nur mal so nebenbei weil Du von Imperfektionen geschrieben hast] 

Markus vielen Dank für Deine vielen Tipps aber mein Problem ist nach wie vor die MNA-Beulanalyse!!! Kannst Du mir genau sagen wie die Weggesteuert funktioniert? Möglichst im Skriptformat (APDL).

Gruß Stefan

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Na, wenn Du schon die Vorschriften des Germanischen Lloyds erwähnst, wie wäre es einfach dort anzurufen und mit dem Prüfer zu reden. Es kann ja sein das der EC dies nicht verlangt, nur weiß ich das den Vorschriften des GL auch weitergehende Aspekte zugrunde liegen.
Solltest Du damit nicht weiterkommen, würde ich Dir empfehlen Dich wegen der Fragen direkt an Herrn C.Nath zu wenden.
Das klingt aber nicht mehr nach Master Thesis.

Gerd

[Diese Nachricht wurde von smittytomcat am 21. Jun. 2010 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von smittytomcat am 21. Jun. 2010 editiert.]

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