FEM - nichtlineares Materialverhalten

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bernd
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Re: FEM - nichtlineares Materialverhalten

Post by bernd »

ich würd meinen auch 1D ist mit nichtlinear, zu 99%. ich hab au idee warum das resultat anders als erwartet ist.

Zum resten ohne NL rechnen ergebnisse vergleichen. Weiterhin 1D rechnen und auf 3D-ausgabe stellen. Mit dem resultierenden mesh eine analyse erstellen und rechnen. Das wäre dann sicher solid und müsste exakt die gleichen resultate geben wie die 1D analyse, weil calculix macht nich wirklich 1D sondern im hintergrund 3D.

Weiterer test. Das ding in 3D mit tetraeder rechnen und min 5 tetraederkamten über die querschnittshöhe. Da sollte es besser werden, die spannungen werden immer noch über der von dir eingegebenen fliessspannung liegen. Das liegt daran, dass unsere präsentierten resultate nicht die wirklichen FEM-rultate sind. Die wirklichen resultate werden in den integrationspunkten des elemenzes ermittelt, die elementresultate. Die spannungen in diesen punkten sind keinen mü grösser als von dir angegeben. Wir zeigen hier aus den elementresultaten gemittelte knotenresultate.

Die elementresultate können wir aktuell leider nicht anzeigen. Es gibt einen workaround von fanaL, der projeziert die irgendwie auf die kmoten ... Gibts in den tiefen des forum.

Ich hoffe es hilft ...

Ich finde super was im bereich FEM aktuell an beispielen rumgerechnet wird ...
cad1234
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Re: FEM - nichtlineares Materialverhalten

Post by cad1234 »

bernd wrote: Sun Sep 19, 2021 7:25 am ..Das ding in 3D mit tetraeder rechnen und min 5 tetraederkamten über die querschnittshöhe...
wo kann man die Elementeart z.B. Tetraeder usw einstellen?
Habe bisher nur auf das Mesh-Setting geachtet z.B. 3D -2nd Order..
Oder ist die Elemente Art automatisch mit dem Mesh-Setting gekoppelt?
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bernd
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Re: FEM - nichtlineares Materialverhalten

Post by bernd »

aktuell werden bei solidvernetzung immer tetraeder erstellt. Leider könner wir nicht einfach so hexaeder vernetzen. Das wäre cool.
thschrader
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Re: FEM - nichtlineares Materialverhalten

Post by thschrader »

cad1234 wrote: Sun Sep 19, 2021 1:31 pm wo kann man die Elementeart z.B. Tetraeder usw einstellen?
Es gibt hier ein Tutorial von @Christoph (=anisim).
https://www.youtube.com/watch?v=zQXUGmNJS6w

Das Bauteil wird mit FC erzeugt, als step exportiert, in GMSH geladen und durch
editieren der geo-Datei mit Hexahedern vernetzt. Das Netz wird aus GMSH als unv
exportiert und in FC geladen. Dann erfolgt die Berechnung.
Wäre interessant, es mit dem TET-Netz zu vergleichen. Wenn ich Muße habe,
werde ich das mal nachmachen.
gmsh_hex.JPG
gmsh_hex.JPG (105.79 KiB) Viewed 1806 times
cad1234
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Re: FEM - nichtlineares Materialverhalten

Post by cad1234 »

thschrader wrote: Mon Sep 20, 2021 6:38 am
DANKE!
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bernd
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Re: FEM - nichtlineares Materialverhalten

Post by bernd »

Ich würde erwarten, dass man mit viel weniger Elementen und Knoten und daher deutlich kürzerer Rechenzeit zu guten Ergebnissen kommt. Letztenendes sollten die Ergebnisse aber annähernd gleich sein.
thschrader
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Re: FEM - nichtlineares Materialverhalten

Post by thschrader »

bernd wrote: Sun Sep 19, 2021 7:25 am ...
Weiterer test. Das ding in 3D mit tetraeder rechnen und min 5 tetraederkamten über die querschnittshöhe. Da sollte es besser werden, die spannungen werden immer noch über der von dir eingegebenen fliessspannung liegen. Das liegt daran, dass unsere präsentierten resultate nicht die wirklichen FEM-rultate sind. Die wirklichen resultate werden in den integrationspunkten des elemenzes ermittelt, die elementresultate. Die spannungen in diesen punkten sind keinen mü grösser als von dir angegeben. Wir zeigen hier aus den elementresultaten gemittelte knotenresultate.
...
Hier nochmal die Rahmenberechnung mit Netzverfeinerung in den Rahmenknoten.
Bei der Berechnung mit FC, 3d Tetraeder, ergeben sich bei der Horizontalverschiebung
im Vergleich zu Mastan2 deutliche Unterschiede, siehe Bild. Das liegt aber daran,
das real kein Fliessgelenk auftritt, sondern eine Fliesszone. Die Fliessgelenktheorie
bei Stabwerken unterstellt den Blockspannungsverlauf wie bei 2, d.h. eine komplette
Querschnittplastizierung. Das ist bei dem 100x60 mm Rechteck aber nicht der Fall.
Der Querschnitt ist steifer wie im Stabwerkmodell, deswegen die kleineren Verformungen.

Das ganze habe ich 3D-mässig mit einem IPE-140 (und massig Elementen) wiederholt.
Mastan2 ermittelt einen zulässigen Lastfaktor von 13. Mit FC ergibt sich dann keine Solverkonvergenz,.
Des Rätsels Lösung ist, das sich bereits bei einem Lastfaktor von 8 in der oberen rechten Rahmenecke
ein voll durchplastiziertes Schubfeld im Steg gebildet hat. Bei weiterer Laststeigerung plastizieren auch
die Flansche und die Struktur verliert die Formstabilität.
Die plastische Berechnung bei Stabtragwerken ist also mit Vorsicht zu geniessen. Hängt vom Profil ab.

Bitte wirf noch mal einen Blick in diese Berechnung:
Rahmen_linear_beam.FCStd
(36.16 KiB) Downloaded 29 times
Die Lastsummen in ccx-dat passen nicht. Bei z fehlen 4 kN, die sind irgendwie bei y reingerutscht.
Solange man mit der Systemausnutzung im linearen Bereich bleibt, stimmen die Ergebnisse wunderbar
mit Mastan2 und pcae überein, Spannung und Verformung.

BTW: der Blockspannungsverlauf nach 2 ist eigentlich nicht möglich, weil dann in
der neutralen Faser entgegengesetzte Dehnungen auftreten (= Riss). Wird halt so gemacht,
und so hat der Thomas das auch gelernt :)
Rahmenecke.JPG
Rahmenecke.JPG (51.57 KiB) Viewed 1672 times
cad1234
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Re: FEM - nichtlineares Materialverhalten

Post by cad1234 »

thschrader wrote: Mon Sep 20, 2021 3:56 pm
Das Paket der Schularbeiten die ich machen muss / müsste um alles zu verstehen, wird immer größer ;)
Spannende Zeiten!!!
thschrader wrote: Mon Sep 20, 2021 3:56 pm Solange man mit der Systemausnutzung im linearen Bereich bleibt, stimmen die Ergebnisse wunderbar
mit Mastan2 und pcae überein, Spannung und Verformung.
Wie sieht der Vergleich zwischen pcae und Mastan bei Deinem Fliessgelenke Modell aus? Stimmen die Werte einigermaßen überein?
thschrader
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Re: FEM - nichtlineares Materialverhalten

Post by thschrader »

cad1234 wrote: Mon Sep 20, 2021 4:49 pm Wie sieht der Vergleich zwischen pcae und Mastan bei Deinem Fliessgelenke Modell aus? Stimmen die Werte einigermaßen überein?
Sollten sie.
Werde ich kontrollieren. Die Firma-pcae-Version hat kein 4H-NISI (ebene Stabwerke) mehr,
ich muss meinen Alt-PC reaktivieren. Den Rahmen hatte ich mit pcae Fliessgelenke
aber schon mal berechnet. Liegt in den Tiefen des Forums...

FC-FEM ist mittlerweile derart umfangreich, das ich Buch darüber schreiben könnte.
cad1234
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Re: FEM - nichtlineares Materialverhalten

Post by cad1234 »

Danke Thomas!

Mache mich dann mal auf die Suche in den Tiefen der Foren...könnte es dann in Mastan simulieren (Dank Deiner Hilfe).
Wenn Du erst Deinen ALT-PC reaktivieren musst, wäre es mir zu viel Aufwand für Dich! Werde erst mal suchen..

Vermute Prof. Ziemian hat sein MASTAN2 auch immer wieder bei seinen Vorlesungen mit den Studenten eingesetzt, was sicher auch ein echter Stresstest für das Programm war / ist! Da sollte eigentlich nix durchrutschen..

Die Entwicklung von FC-FEM hat eine enorme Dynamik bekommen. Scheinen sich auch immer mehr user für FC-FEM zu interessieren.
Bernd hat es möglich gemacht!
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