Ausarbeitung der Übungsbeispiele

Präsentation zum Thema: "Ausarbeitung der Übungsbeispiele"—  Präsentation transkript:

1 Ausarbeitung der Übungsbeispiele
Ansys Workshop Ausarbeitung der Übungsbeispiele Vortragende: Stephan Kugler Ausarbeitung: Michael Blümel Verwendete Software:

2 Beispiel 1: Eigengewicht
Einfaches statisches Problem: Dachstuhl unter Eigengewichtsbelastung Eckdaten: Blechstärke Dach = 10mm Blechstärke Streben = 20mm Material = Standard Baustahl Geometrie: I-deas Import

3 Beispiel 1: Eigengewicht
Vernetztes Dach Verwendete Elemente: Shell181

4 Beispiel 1: Eigengewicht
Ergebnis Wie erwartet biegt sich das Dach zwischen den Steifen durch. Die Randflächen verformen sich stärker, da jeweils auf einer Seite ein freies Ende vorliegt.

5 Beispiel 2: plastische Effekte
I-Traeger mit vorgegebener Geometrie an der hinteren Seite völlig eingespannt und an der Oberseite Druck über die ganze Fläche Eckdaten: E = 200GPa, v = 0.3, σy = 300 MPa Gesucht: Maximale Traglast und die plastische Zone

6 Beispiel 2: plastische Effekte
Vorgehensweise: Vernetzten und Materialdefinition wie gewohnt (vorsicht nichtlineares Material: bilinear isotropic); Shell 181; reduziert integriert; neun Intpkt über die Dicke; automatisches Timestepping mit 100 zulässigen Substeps (100 Substeps damit die Auswertung Leichter fällt N/m² pro Step) Einspannung wie in der Abbildung; Druck N/m² auf der Trägeroberseite

7 Beispiel 2: plastische Effekte
Lösung: der Solver findet bis ca. 750N/m² ein Gleichgewicht obwihl der Träger Schon ab ca. 700N/m² völlig durchplastiziert. Der rote Bereich kennzeichnet die Plastischen Bereiche: links bei ca. 690N/m² und rechts den durchplastizierten Träger bei ca. 700N/m²; bei Belastungen über dieser Grenze verliert das Bauteil sein Trageverhalten völlig

8 Beispiel 3: große Deformationen
Simulation eines Plattenstreifens unter Gleichlast p = 100 N/m² Beidseitige Festlagerung Dimensionen: l = 1m; t = 0.05m; h = 0.001m Material: E = 200 GPa; v = 0.3

9 Beispiel 3: große Deformationen
Modellierung mit Shell181; Vorsicht: Einspannung links und rechts sperrt keine Rotationen Linear uzmax= mm Nichtlinear uzmax= mm

10 Beispiel 3: große Deformationen
Zusatzaufgabe: gleiches Beispiel aber Modellierung mit Beams (Beam44) Linear uzmax= mm Nichtlinear uzmax= mm

11 Beispiel 4: dynamische Simulation
In diesem Beispiel soll ein Hochlauf einer Maschine (Waschmaschine) simuliert werden Quadratischer Rahmen 0.8 x 0.8m (Wichtig alle Knoten sind in z-Richtung gesperrt!) Kreisrunder Vollquerschnitt r = 1.5 cm E = 200 GPa; v = 0.3; ρ = 7800 kg/m³ Federsteifigkeit: N/m Masse: 5 kg Kreisrunder Vollquerschnitt (Zusatzmasse) r = 1.5 cm E = 200 GPa; v = 0.3; ρ =78000 kg/m³ Federsteifigkeit: N/m

12 Beispiel 4: dynamische Simulation
Linienmodell mit Lagerung Gesperrte Richtungen: Alle Knoten in Z-Richtung; Rahmen L. und R. Unten in X-Richtung; Federauflagepunkte ALL DOF

13 Beispiel 4: dynamische Simulation
Statischer Lastfall: Belastung durch Eigengewicht (Gravity) Simulationszeit: z.B.: 0.01s Maximale Verschiebung im Massepunkt in der Mitte 0.0009mm

14 Beispiel 4: dynamische Simulation
Krafterregung im Mittelpunkt des Rahmens (Unwuchterreger) e = 0.2 m; m = 0.1 kg (Vernachlässigung von dw/dt) y w(t) m e x (t) mit und 

15 Beispiel 4: dynamische Simulation
Transiente Analyse Nachdem die beiden Formel für Fx und Fy in den Formeleditor eingetippt wurden, können sogenannte Parameter-Arrays erstellt werden. Diese Arrays werden danach den im Mittenknoten angreifenden Kräften Fx und Fy zugewiesen. Auch die Erdanziehung muß in diesem Loadstep natürlich wieder definiert werden. Vorgehensweise damit die Anfangsverschiebung in der Rechnung berücksichtigt wird: 1) Statischer Lastschritt (transiente Effekte deaktiviert) 2) gleicher Lastschritt zur Minimierung der Anfangsgeschwindigkeiten 3) transiente Analyse (transiente Effekte aktiviert damit die Trägheitskräfte berücksichtigt werden, wirkt sich nach der ersten Sekunde aus) In den folgenden Folien wird die Verschiebung des Mittelknotens uy über ux dargestellt

16 Beispiel 4: dynamische Simulation
Results 1Sek 1.5Sek 2.5Sek 2Sek

17 Beispiel 4: dynamische Simulation
Results 3Sek 3.5Sek Gesamtversch USUM nach 3.54sek 4Sek

18 Beispiel 4: dynamische Simulation
Results Verlauf der Auflagerkräfte über 4 Sekunden Simulationszeit

19 Beispiel 4: dynamische Simulation
Animation der transienten Resultate über 4 Sekunden