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Hey Leute,

ich möchte die kontinuierliche Erwärmung eines Bauteils, welches rotiert oder horizontal bewegt, mit Ansys darstellen. 

Wenn ich nun das Bauteil (z.B. ein rotationssymmetrisches Bauteil) von einer Seite erwärme, wird an dieser Stelle die Wärme erzeugt und auf der anderen Seite ist es kalt. Nun möchte ich das Bauteil gerne rotieren lassen um zu beobachten, wie die Wärme praktisch abtransporiert wird und keine lokale Überhitzung auftritt.

Die Idee ist nun, die erwärmten Stellen knotenweise weiterzusetzen. Wie kann ich dies tun? Mit dem IC Befehl sagt Ansys mir, dass dies nicht erlaubt ist nach dem ersten Lastschritt (sind ja auch initial conditions).

Mit dem D-Befehl wird die Temperatur festgesetzt und kann sich nicht mehr ändern.

Gibt es vllt noch einen anderen Befehl? Also praktisch ein IC-Befehl, den ich auch nach dem ersten Lastschritt nutzen kann?

LG Sarah

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Das sehe ich als Frage des Koordinatensystems.
Man kann sich doch auf das Bauteil setzen und die Wärmequelle rotieren lassen.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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Welchen Vorteil hätte es, wenn statt dem Bauteil die Wärmequelle rotiert wird?

Besteht die Idee grundsätzlich darin, für beide Bauteile ein unterschiedliches Koordinatensystem zu definieren und eins von beiden Systemen rotieren zu lassen?

LG Sarah

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Wie wird denn der Wärmeeintrag modelliert?
Normalerweise ist das viel einfacher, den in jedem Berechnungsschritt weiterzusetzen.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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ansys-forum-solve-schleife.txt

Ich habe zum besseren Verständnis mal die Lösungsschleife angehängt.

Zum Test deklariere ich am Programmkopf die Variable P=33

Dann führe ich nach jedem Erwärmschritt P=P-1 durch.

Somit stelle ich bei P=32 den IC-Wert ein.

Wenn nun P=31 ist, also praktisch im zweiten Erwärmschritt, kann dort nicht mehr IC gesetzt werden (ist ja auch ein startbedingungswert).

Gibt es bei Ansys kein Befehl, um auch im zweiten Schritt noch eine Temperatur im Knoten einzustellen?

LG Sarah

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Für mich ist es doch sehr ungewöhnlich, einen Wärmeeintrag durch eine Temperatur vorzugeben. (Aber na gut.) Bei mir sind das immer Wärmeströme o.ä.
Das ganze Problem gibt es überhaupt nicht, wenn mein obiger Beitrag umgesetzt wird.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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Ich bin gerne bereit von meinem Plan abzuweichen.

Angenommen ich rotiere nun die Wärmequelle, würde das bedeuten, dass ich in jedem Schritt die Position des Induktors verändern müsste?
Das würde doch bedeuten, dass ich das Netz derart meshen müsste, dass ein Knotenweises weitersetzen der Energiequelle (Strom) möglich ist.

Hab ich den Vorschlag so richtig verstanden?

Anders wüsste ich nicht wie ich rotieren soll, die Objekte (Luft, Induktor, Wekstück) sind fest vermesht. Ist eine richtige Rotation dennoch möglich oder geht das aufgrund der Vermeshung nicht mehr?

Im Prinzip ist es das gleiche, ob ich Bauteil oder Wärmequelle rotieren lasse. Aber genau das bereitet mir Kopfzerbrechen, wie ich das festvermeshte Bauteil rotieren lasse, oder wie ich den Wärmeeintrag weitersetze.

LG Sarah

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Aus dem hier angegebenen Quelltext war der Wärmeeintrag nur durch eine Temperaturvorgabe zu ersehen.
Für das Problem Induktor mit rotierendem Werkstück (wenn das Werkstück nicht rotationssymmetrisch ist) will ich keinen Vorschlag machen, insbesondere nicht, wenn die temperaturabhängige elektrische Leitfähigkeit im Werkstück berücksichtigt werden soll.
Da kann ich nur empfehlen, Idealisierungen vorzunehmen.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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Ich habe nun mit dem Befehl

f,all,heat,1000

ein wenig rumprobiert und es ist genau das was ich gesucht hatte.

Somit kann ich zu einem beliebigen Zeitpunkt einen gewissen Wärmestrom einbringen und die weitere Wärmeerzeugung im nächsten Schritt wieder stoppen.

Allerdings möchte ich zwischendrin die Wärmeströme von einigen Knoten auslesen.

Habe versucht:

*get,wattrand_hgen,node,1,hgen 
*get,wattrand_kraftx,node,1,f,fx

Aber leider kommen immer Fehlermeldungen bzw. es wird 0.000 ausgegeben.

Ich habe mit diesen Befehlen noch nie gearbeitet. Können Sie mir sagen, was ich dort falsch mache?

LG Sarah

Edit:

Ich habe nun folgendes probiert:

*get,wattrand-haupt,node,1,f,heat

Damit wollte ich mir den erzeugten Wärmestrom in der Node, in der am meisten Hitze erzeugt wird, speichern lassen. Trotzdem zeigt er 0.00000 an 

[Diese Nachricht wurde von SarahFEM am 17. Jun. 2015 editiert.]

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In einem solchen Fall bekommt man (wenn alle Knoten selektiert sind) mit flist alle belasteten Knoten angezeigt.
Für einen einzelnen Knoten geht das mit:
*get,"Name",node,"Knotennummer",f,heat

Natürlich bekommt man nur das angezeigt, was man eingegeben hat.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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Ich habe probeweise eine force auf einen Knoten gesetzt und nach der Simulation mit flist abgefragt.

Ergebnis war, dass diese force auch so erkannt worden ist und mir der entsprechende skalare Watt-Wert angezeigt wurde, den ich eingestellt hatte.

Allerdings erwärme ich das Werkstück ja induktiv. Und die Stellen, wo die Erwärmung stattfindet, werden nicht als Force erkannt. Muss ich diese vllt mit einem anderen Befehl abfragen?

LG Sarah

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Das geht mit:
*get,"Name",elem,"Elementnummer",jheat

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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Mit dem genannten Befehl kann ich die Energiedichte abfragen und speichern.

Aber wie soll ich sie an einer anderen Stelle implementieren? Die Abfrage bzw. Speicherung bezieht sich ja auf ein Element (Energiedichte eines Elemtenes).

Dieses kann ich mit f nicht speichern, da man damit ja nur Kräfte auf nodes erzeugt.

Mit dem Befehl bfe erzeuge ich Kräfte auf Elemente, allerdings ist jheat als Option nicht dabei.

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Wenn das "neue" Element die gleiche Größe wie das "alte" Element hat, müsste das mit heat gehen, wenn das Volumen des Elements berücksichtigt wird.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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Ich habe ein wenig rumprobiert mit der Elementweisen Weitersetzung und habe als Parameter hgen genommen.

Insgesamt habe ich den Eindruck, dass zu viel Wärme erzeugt wird.

Die Elemten die zueinander verschoben werden sind alle gleich groß.

Verhält sich f,heat dem Befehl bfe,hgen ähnlich?

Oder erhält man beim Einsatz von Bfe bei dieser Aufgabenstellung keine richtigen Ergebnisse?

LG Sarah

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So etwas testet man an einer trivialen Geometrie (im Extremfall nur ein Element) aus. Dort lässt sich einfach mit einer analytischen Rechnung parallel zur numerischen Rechnung beides in Übereinstimmung bringen.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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Ich habe nun folgendes durchgeführt:

Nach jedem Erwärmschritt habe ich die Erwärmung (hgen) in einem Element rotationsweise weitergesetzt.

Das Ergebnis ist nun, dass der Induktor praktisch um das Werkstück rotiert und nicht andersherum.

Die Ergebnisse sind plausibel, insofern ist der Befehl bfe,hgen schon gut geeignet.

Gibt es nun eine elegante Möglichkeit, die Rotation beider Komponenten zu vertauschen bzw. oder sonst irgend eine Idee?

LG Sarah

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Wozu?
Das ist doch nur eine Frage des Bezugssystems.
Kommt es denn nicht vorrangig auf die Lösung des Problems an?

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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Sicher macht es vom Ergebnis keinen Unterschied welche der beiden Komponenten ich drehe.

Aber rein vom Video als Ergebnis habe ich jetzt den Induktor der das Werkstück an den Rändern erwärmt und bei jedem Erwärmschritt rotiert die Stelle der Erwärmung - der Induktor bleibt aber an der Stelle. Daher sieht das Ergebnis falsch aus weil das Werkstück ja immer direkt unter dem Induktor am wärmsten ist.

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Um die gewünschte Animation automatisch zu generieren lässt sich die Darstellung der Temperatur zu jedem Zeitschritt mit den Mitteln von ANSYS (/view,... /angle,.... usw.) in die erforderlich Position drehen.
Die Animation erfolgt dann mit /seg,...

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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Ich habe mich mit dem Seg-Befehl auseinandergesetzt und eine ähnliche Schleife wie in dem Buich "FEM für Praktiker" ausprobiert.

Mein Induktor dreht sich pro Schleifendurchlauf fiktive -4,5 °.
Ich möchte, dass der Induktor sich (wie in dem Modell) nicht dreht sondern, dass das Werkstück pro Durchlauf um 4.5 ° dreht, damit die Drehung unter dem Strich 0 ° ist.

Meine Idee war nun, ich markiere das Werkstück (esel) und drehe es um +4,5 ° und dann markiere ich den Induktor und stelle den auf 0 ° ein.

Leider dreht sich auch die nicht markierte Komponente.

Wie kann ich diese beiden Elemente getrennt drehen?

Anbei mein Quelltextauszug:

  /post1
  /plopts,minm,0
  allsel
  /seg,multi
  *do,i,1,60
  esel,s,mat,,2 
    /ANG, 1 ,4.5,ZS,1 
  esel,s,mat,,3
  /ANG, 1 ,0,ZS,1
  esel,all 
  set,i 
  plnsol,temp
  *enddo
  anim,5,1,0.5
  /seg,delet
  /seg,off

Dann noch eine weitere Frage...Das erzeugte Video ist 42 MB groß und 1 Sekunde lang. Wie kann ich das Video langsamer laufen lassen?

LG Sarah

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Natürlich lässt sich nur die gesamte Darstellung drehen.
Die Geschwindigkeit muss mit dem externen Abspieler eingestellt werden, wenn der die ANSYS-Einstellungen nicht übernimmt.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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Oh, das ist schade, dass die Elemente nicht separat gedreht dargestellt werden können.

Bleibt nun wohl nur das mühselige Zusammenfügen mit Paint 

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Ich habe nun die Bauteilparameter temperaturabhängig gemacht.

Vorher waren sie temperaturunabhängig, insofern war das vom Induktor erzeugte Feld bzw. die Leistungsdichte immer gleich.
Ich habe daher dann einfach immer mit bfe,hgen wie Wärmestromdichte einen Umdrehungsschritt weitergesetzt.

Bei der nächsten Berechnung ist die vom Induktor erzeugte Leistungsdichte (ples,jheat) aber wieder an der ursprünglichen Stelle.

Wenn ich nun die Temperaturabhängigkeit der Bauteilparameter einfließen lassen möchte, würde ich in dem Fall falsche Ergebnisse bekommen - es wird ja der Anfangsort betrachtet und nicht dort, wo der fiktive Induktor sein sollte und wo es deutlich wärmer ist.

Meine Frage ist daher: Kann ich die Leistungsdichte, die mit ples,jheat bei der harmonischen Analyse angezeigt wird, auch ringsherum weiterverschieben?

Wie kann ich mir die Leistungsdichte als Parameter in einer Tabelle anzeigen lassen?

LG Sarah

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Den ersten Teil habe ich nicht verstanden.

Den Wärmeeintrag als Tabelle kann man so erhalten:

Wenn die entsprechenden Elemente selektiert sind,
etable,"name",jheat
pletab,"name",avg    liefert die grafische Darstellung
pretab,"name"        liefert die Tabelle

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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Seh ich das richtig, dass BFELIST die erzeugte Wärme pro Element (W/m²) darstellt und mit ples,jheat dies dargestellt wird?

Sind dies die gleichen Größen bzw. stellen das gleiche dar (nämlich die Leistungsdichte)?

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Das ließe sich doch ausprobieren!
Aber bei 3D-Elementen müsste das wohl W/m3 werden.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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Danke für den Hinweis!
Ich habe nun folgende Problematik:

Der Induktor erwärmt das Werkstück von einer Seite. Nach der harmonischen Berechnung der Leistungsdichte lasse ich Leistungsdichte der Elemente etwas rotieren, d.h. ich setze die erzeugte Wärme (hgen) um ein Element weiter..

Im nächsten Erwärmschritt lasse ich nun wieder die harmonische Berechnung durchführen und setze das Ergebnis dann zwei Elementfelder weiter, im darauffolgenden Schritt dann 3 usw.

Dies funktioniert auch soweit, nur "denkt" das System bei der hamonischen Berchnung zunächst ja immer, dass die Umgebung die ist, wo auch der Induktor von seiner Geometrie eben ist. Tatsächlich rotiert der Induktor ja und hat demzufolge auch immer andere Startbedingungen. So ist die erzeugte Leistungsdichte bei hohen Temperaturen (über Curie) ja deutlich niedriger.  Dies wird nun aber nicht berücksichtigt, da der Induktor bei der Berechnung immer am Startpunkt ist. Demzufolge berücksichtigt mein Modell bei falschen Temperaturen die abhängigen Materialeigenschaften.

Im Moment bin ich etwas ratlos, wie ich dieses problem lösen soll.

Haben Sie diesbzgl. vllt einen Ideenansatz?

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Wenn das Rotationsregime wegen der großen Schrittweite nicht der Realtät entspricht, muss eben dichter vernetzt werden.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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