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Zugversuch2.txt

Hallo,

zur Überprüfung der richtigen Modellierung meines Materialverhaltens habe ich einen vereinfachten Zugversuch modelliert. Das Verhalten entspricht auch soweit den Erwartungen, allerdings sind die Verschiebungen eine 10er-Potenz zu klein.
Bei einer Länge von 100 erhalte ich eine Verschiebungen von ca. 1,46. Da ich allerdings eine Bruchdehung von 14% vorgegeben habe, sollte doch die eigentliche Verschiebung 14,6 betragen oder nicht?

Schon einmal vielen Dank für eure Hilfe und einen schönen Tag.

[Diese Nachricht wurde von Kaest am 25. Aug. 2015 editiert.]

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Zitat:

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Original erstellt von Kaest:
... allerdings sind die Verschiebungen eine 10er-Potenz zu klein.

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Ich würde die Einheiten der Materialparameter und die Abmessungen überprüfen.

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Grüße, Moe

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Danke für deine Antwort Moe.

Die Modellierung ist einheitenkonsistent, mit den Einheiten N und mm vorgenommen worden. Ein Fehler ist mir in diesem Zusammenhang in der beigefügten .txt-Datei nicht aufgefallen.

Aber selbst wenn, müsste doch trotzdem die eintretende Längenänderung, kurz vor dem Versagensfall, näherungsweise der "Bruchdehnung" multipliziert mit der Ausgangslänge entsprechen, was sie aber nicht tut.

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Hallo,

hm, so wie das Problem geschildert ist, kann ich es nicht nachvollziehen.
Was wird mit was verglichen? Bitte hier mehr Info, sonst kann man dem gewünschten Vergleich nicht folgen.

Soll das vorliegende Ergebnis mit einem idealen, homogenen Spannungsverlauf über den Querschnitt verglichen werden?
Ist dieser Vergleich überhaupt möglich? Was ist mit der Singularität im FE-Modell?

Viele Grüße
CG

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Christof Gebhardt

CADFEM GmbH
Marktplatz 2
85567 Grafing
Tel. +49 (0) 8092 7005 65
cgebhardt(at)cadfem.de
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Hallo cg,

hier nochmal eine kurze Zusammenfassung:
Ich wollte die Modellierung meines Materialverhaltens an einem einaxialen Zugversuch überprüfen. Dabei ist mir aufgefallen, das die auftretenden Verschiebungen nicht dem entsprachen, was ich erwartet hatte.
Meine Erwartungen waren, dass bei einer Bruchdehnung von epsilon=0,14 die Gesamtlängenänderung beim erreichen der Bruchspannung, über die komplette Querschnittsbreite, rund 14mm entspricht, bei einer Ausgangslänge von 100mm. In der Berechnung kam es aber nur zu einer Längenänderung von 1,46mm.

Ziel des Modells war es zu überprüfen, ob bei einer einfachen Geometrie die Dehnungen in der Größenordnung auftreten, die ich erwartet hatte.
Meine Fragen war nun, ob ich einen Denkfehler in meienr Annahme habe oder im Bereich der Modellierung des Materialverhaltens etwas falsch ist.

Ich hoffe jetzt ist meine Fragestellung hinreichend genau dargelegt.
Viele Grüße an alle

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Moin,
das Problem liegt meines Erachtens dadran, dass dein Zugstück unterschiedliche Dicken in X-Richtung aufweist.
Dadurch hast du auch eine unterschiedliche Spannungsverteilung und somit an unterschiedlichen Stellen deines Zugstückes unterschiedliche Ausdehnungen vorliegen.
Somit müsste dein Mittelteil überall die gleiche Dicke haben + nur die Ausdehnung in diesem Bereich sollte betrachtet werden, da dort der Querschnitt kleiner ist und somit dort Spannung und Ausdehnung höher sind.

Siehe: http://www.lehrerfreund.de/technik/1s/werkstoffpruefung-1-zugversuch/3826

Ich hoffe diese Infos helfen dir weiter.

Viele Grüße,
Marcel Heller

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Hallo,

ich zitiere nochmal: Soll das vorliegende Ergebnis mit einem idealen, homogenen Spannungsverlauf über den Querschnitt verglichen werden?
Ist dieser Vergleich überhaupt möglich? Was ist mit der Singularität im FE-Modell?

Die Beantwortung dieser 3 Fragen wird zeigen wo das Problem liegt.
In dem Gedankenmodell wird von einem homogen belasteten Querschnitt ausgegangen , oder? "beim erreichen der Bruchspannung, über die komplette Querschnittsbreite"
In der FE-Analyse passiert ja etwas anderes als im Gedankenexperiment. Es gibt eine Kerbe, die zu einer ungleichmäßigen Spannungsverteilung im Querschnitt führt. Die Singularität verschärft diesen Effekt. D. h. der Vergleich geht nur dann, wenn das Simulationsmodell an das Gedankenmodell angepasst wird, sonst vergleicht man Äpfel mit Birnen.
Einfachster Hinweis, dass an dem bestehenden Modell etwas nicht passt: Einfach mal das Netz verfeinern. Wenn das Netz gut ist, wird sich nichts mehr am Ergebnis ändern. Ist das hier der Fall?

Viele Grüße
CG

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Christof Gebhardt

CADFEM GmbH
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cgebhardt(at)cadfem.de
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Hallo,

danke für deinen Hinweis, jetzt hab ich verstanden worauf sich das beziehen soll und natürlich muss ich dir beipflichten hinsichtlich des unterschiedes zwischen Gedankenexperiment und FE-Simulation.

Eine Netzverfeinerung hat unter Beibehaltung der nichtlinearen Geometrie zu keiner maßgeblichen Veränderung des Ergebnisses geführt. Bei nicht Betrachtung der nichtlinearen Geometrie konnten jedoch Ergebnisse erzielt werden, welche in der Größenordnung waren welche ich erwartet hatte. Die Unterschiede zwischen den beiden Berechnungsansätzen habe ich grundlegend verstanden. Was sich mir jedoch nicht erschließt ist, dass die nichtlineare Berechnung so viel früher nicht mehr konvergiert, als die lineare. Dabei beziehe ich mich nicht auf die aufgebrachte Last, sondern auf die maximalen Dehnungen/Spannungen im Querschnitt. Diese hängen zwar mit der aufgebrachten Last zusammen, mir erklärt sich jedoch nicht, wieso diese nicht in ähnlichen Größenordnungen auftreten, bevor das Modell nicht mehr konvergiert.

Ich freue mich auf weitere Hinweise von euch.

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Hallo,
ich muss nochmal nachhaken: Die Netzverfeinerung führt nicht zu einer Veränderung der Spannung am kleinsten Querschnitt? Das sieht für mich nach Singularität aus. Und die sorgt bei feineren Netzen für höhere Spannungen.

Mit der gegebenen Beschreibung von zu vergleichenden Varianten wird das mit dem Überprüfen des Vergleich durch Fremde nicht funktionieren. Es ist für einen Außenstehenden damit nicht nachvollziehbar, was mit was verglichen wird. Zuerst ist es eine FE Analyse mit einem analytischen Ergebnis ( hatte ich zumindest so verstanden), dann eine zweite FE Analyse (oder sogar mehrere, einige konvergieren, einige nicht).
Deshalb:
Varianten eundeutig beschreiben. Mit Bild und Daten von den Randbedingungen, vom Netz, den Analyseeinstellungen und den Ergebnissen.
Und dann den Vergleich beschreiben, der durchgeführt werden soll und die Diskrepanz um die es geht.

Ich glaube beispielsweise nicht, dass eine Netzverfeinerung nichts am Ergebnis ändert. Ich habe es mit dem obigen Input ausprobiert und bekomme ein anderes Verhalten als das initial beschriebene. Das liegt vermutlich daran, dass wir unterschiedliche Modelle (Versionen von Eingabedaten) betrachten. Deshalb der Hinweis zur eindeutigen Beschreibung und sauberen Gegenüberstellung.

Eine lineare Analyse braucht nicht zu konvergieren, deshalb ist der Vergleich bzgl. Konvergenz nicht hilfreich. Was man gut vergleichen kann sind die Ergebnisse vorliegender Lösungen.

Den letzten Satz interpretiere (!) ich so, dass die Spannungen und Dehnungen der nichtlinearen Analyse ohne geometrische und mit geometrischen Nichtlinearitäten auseinanderdriften, je höher die Last wird, bis die nichtlineare Analyse nicht mehr konvergiert. Dazu am besten mal eine Spannungs Dehnungs Kurve für das Material jeweils für Ingenieurdehnungen und wahre Dehnungen in ein und dasselbe Diagramm zeichnen. Diese driften ebenso auseinander. Aus dem Grund, dass die Veränderung des Querschnitts nicht/sehr wohl berücksichtigt wird. Die Berücksichtigung der Querschnittsänderung ist ab einem gewissen Lastniveau einfach notwendig, sonst wird die Analyse einfach zu stark fehlerbehaftet.

Viele Grüße
CG

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Christof Gebhardt

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