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Autor
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Thema: Innendruck einer gasgefüllten Kapsel ändert mit Aussendruck-wie simulieren?? (1181 / mal gelesen)
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Harald1802 Mitglied Mechatronikingenieur
Beiträge: 27 Registriert: 01.03.2010 Ansys 2023R2
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erstellt am: 20. Mrz. 2019 11:21 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Liebe FE Freunde u. Simulanten Ich stehe momentan vor einem -zumindest für mich- schwierigen Problem wo ich einfach keine gute Lösung finde. Es geht um eine mit Stickstoff gefüllte Blechkapsel (dicht geschweisst, mit 3 bar Innendruck). Diese Kapsel wird nun von aussen mit Wasser in einem Druckbereich von 0-6 bar rundum mit Druck beaufschlagt. Nun verformt sich die Kapsel, und gleichzeitig nimmt der Innendruck mit der Deformation der Blechkapsel zu (Temperatur = const; d.h. der Druck nimmt nach dem Boyle Mariottschen Gesetz zu)......... Meine Vorgehensweise ist nun, dass ich schrittweise den Aussendruck erhöhe u. das neue (kleinere) Innenvolumen berechne. Dann ändere ich den manuell neu errechneten Innendruck (durch die Volumenverkleinerung bedingt: ich messe bei jedem Schritt das Volumen der deformierten Geometrie) für den neuen erhöhten Aussendruck und rechne die nächste Volumenverkleinerung aus usw. Sehr mühsam hantele ich mich durch dieses inkrementelle Verfahren bis zur Lösung vor. Gibts hier nicht eine einfachere, schlauere Lösung? Hut ab, wer hier eine praktikablere Lösung findet..... Schöne Grüsse Harald Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Frank0815 Mitglied
Beiträge: 102 Registriert: 20.01.2011 Ansys 2021 R2 Inventor 2022
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erstellt am: 20. Mrz. 2019 13:41 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Harald1802
Hallo Harald, spontan würden mir 2 Möglichkeiten einfallen. Als erstes die etwas kompliziertere Variante mittels 2-Wege FSI. Also quasi die automatische Version deiner Vorgehensweise. Und als zweites könntest du die Füllung als ein Material modellieren das der Luft entspricht. Halt E-Modul etc. entsprechend anpassen und den Innendruck als innere Spannung aufprägen. Grüße Frank Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Duke711 Mitglied
Beiträge: 870 Registriert: 14.11.2016
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erstellt am: 20. Mrz. 2019 16:19 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Harald1802
Der elegantere Weg wäre einfach nur ein Kompressionsmodul zu definieren z.B: Ableiten von Kompressionmodul und Querkontraktionszahl z.B: 150 PA und 0,5 Da aber Werte von 0,5 bei Solid Elementen zu Konvergenzschwierigkeiten führen, wäre es besser das Gas als Balken zu modellieren und über Seccontrol nur die Option compression only zu definieren. [Diese Nachricht wurde von Duke711 am 20. Mrz. 2019 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Harald1802 Mitglied Mechatronikingenieur
Beiträge: 27 Registriert: 01.03.2010 Ansys 2023R2
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erstellt am: 21. Mrz. 2019 08:54 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hallo Frank, vielen Dank für deine wertvollen Tips----u. Hut ab für deine Vorschläge…. Das mit der Multiphysics Simulation wäre interessant, nur habe ich bis dato noch nie mit CFX od. Fluent gearbeitet. Dein Vorschlag mit einem «inneren Kern» in die Druckdose einzufügen klingt sehr praktikabel. Den Kompressionsmodul von finde ich denke ich in diversen Datenblätter, die Querkontraktionszahl müsste theoretisch 1, jedenfalls >0.5 sein bei einem Gas?.....Die Querkontraktion darf jedenfalls nicht > 0.5 werden, da die Materialmatrix dann zu Null wird. Wie der Druck im Inneren der Kapsel (3 bar, d.h. 0.3 MPa) aufgebracht wird mit inneren Spannungen weiss ich nicht. Ich bin erst seit zwei Monaten mit Ansys beschäftigt und das letzte Mal im Stdium vor einer gefühlten Ewigkeit… Ich bin jetzt einmal so frech u. füge die Archivdatei (Ansys WB 19.1, Axialsymmetrische 2D Analyse) bei. Vielleicht reizt es dich das einmal genauer anzuschauen…….und das eine oder andere einmal aufzumodellieren. Beste Grüsse Harald [Diese Nachricht wurde von Harald1802 am 21. Mrz. 2019 editiert.]
[Diese Nachricht wurde von Harald1802 am 21. Mrz. 2019 editiert.] [Diese Nachricht wurde von Harald1802 am 26. Mrz. 2019 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Duke711 Mitglied
Beiträge: 870 Registriert: 14.11.2016
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erstellt am: 21. Mrz. 2019 12:50 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Harald1802
Nein, Gase oder Flüssigkeiten haben = 0,5. Ansonsten braucht man keinen Inndendruck zu definieren, da der Kompressionsmodul proportional mit dem Gasdruck ansteigt und man einen arithmetischen Mittelwert nehmen kann. Es reicht vorher eine Rechnung zu machen und den Differenzdruck zwischen Außen und Innen zu ermitteln. Und dieser Differenzdruck wird dann auf die selbe Struktur an den Außenwänden der zweiten Rechnung mit dem modellierten Gas gemappt. Wenn die Druckdose relativ dünn ist, kann man sich diesen Rechenweg natürlich sparen, da dann der Differenzdruck dp = p1 - p2 ist. Man könnte natürlich für eine höhere Genauigkeit auch eine Schleife programmieren das der Kompressionmodul während der Rechnung proportional mit zenehmenden Aussendruck ansteigen soll. Nachtrag:
Schau mal in dein Postfach [Diese Nachricht wurde von Duke711 am 21. Mrz. 2019 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Harald1802 Mitglied Mechatronikingenieur
Beiträge: 27 Registriert: 01.03.2010 Ansys 2023R2
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erstellt am: 22. Mrz. 2019 13:04 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
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Frank0815 Mitglied
Beiträge: 102 Registriert: 20.01.2011 Ansys 2021 R2 Inventor 2022
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erstellt am: 22. Mrz. 2019 13:23 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Harald1802
Hallo Harald, stimmt, das war nur mein erster Gedanke weil ich vor Jahren mal so was ähnliches gemacht habe. Da hatte ich aber nur das Luftvolumen modelliert um die Volumenänderung herauszubekommen. Der Ansatz von Duke711 würde wohl hier am besten passen. Selbst mit FSI könnte es bei dem Modell schwierig werden, da es am Rand zu einer Einschnürung kommen kann. Grüße Frank Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |