FEM einer Gummiaufhängung

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erdnax
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FEM einer Gummiaufhängung

Postby erdnax » Thu Jul 18, 2019 1:54 pm

Ich versuche gerade ein Aufhängung aus Gummi mit FEM zu simulieren.

Fall 1: Sechseckiger Ring mit Aufhängung an den Ecken
Fall 2: Runder Ring mit Aufhängung an 6 Punkten.

Während für die erste Simulation korrekt aussieht, widerspricht die 2. meinem gesunden Menschenverstand. Gummi verhält sich anders. Das 2. Ergebnis müsste fast identisch sein mit dem ersten.

Die beiden Bilder der Simulation und die beiden FreeCAD-Dateien habe ich angehangen.

Sonnige Grüße
André

Systeminfo:
OS: Windows 10
Word size of OS: 64-bit
Word size of FreeCAD: 64-bit
Version: 0.19.17433 (Git)
Build type: Release
Branch: master
Hash: 125380ddd9a1fdeb45ffc736040dad1f6343daa4
Python version: 3.6.6
Qt version: 5.6.2
Coin version: 4.0.0a
OCC version: 7.3.0
Locale: German/Germany (de_DE)
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CAD-Datei eckig
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Simulation eckig
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Simulation rund
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erdnax
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Re: FEM einer Gummiaufhängung

Postby erdnax » Mon Jul 22, 2019 3:30 pm

erste Erklärung gefunden, FEM in der Form funktioniert nur bei kleinen elastischen Veränderungen und ich versuche hier große elastische Veränderungen (100%-500%) zu simulieren. Da brauch ich wohl einen anderen Ansatz ;-) Falls jemand eine Idee hat, immer her damit.
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bernd
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Re: FEM einer Gummiaufhängung

Postby bernd » Tue Jul 23, 2019 4:44 am

in solver properties geom nicht linear aktivieren
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bernd
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Re: FEM einer Gummiaufhängung

Postby bernd » Tue Jul 23, 2019 10:10 am

anbei was ich mit linearer analyse erhalte ... Ich finde das auf den ersten blick nicht verkehrt, bin aber auch ein "Betonkopf" hab also mit Gummi noch nie wirklich etwas berechnet. Was würdest Du denn für den Ring erwarten?


002.jpg
002.jpg (545.53 KiB) Viewed 200 times


001.jpg
001.jpg (505.48 KiB) Viewed 200 times
erdnax
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Re: FEM einer Gummiaufhängung

Postby erdnax » Tue Jul 23, 2019 6:32 pm

Hallo Bernd,

danke für Deine Bemühungen. Was ich erwarte ist, das der Bereich zwischen den Aufhängungen gerade wird. Hast Du schon mal einen Gummiring in der Hand gehabt und gespannt? Da biegt sich nichts nach innen.

Nonlinear mit Mesh (Netgen) liefert bei mir einen CalculiX-Error: increment size smaller than minimum best solution and residuals are in the frd file

doch nonlinear mit Gmesh scheint akzeptable Ergebnisse zu liefern.

Sonnige Grüße
André
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bernd
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Re: FEM einer Gummiaufhängung

Postby bernd » Wed Jul 24, 2019 12:41 pm

erdnax wrote:
Tue Jul 23, 2019 6:32 pm
Hallo Bernd,

danke für Deine Bemühungen. Was ich erwarte ist, das der Bereich zwischen den Aufhängungen gerade wird. Hast Du schon mal einen Gummiring in der Hand gehabt und gespannt? Da biegt sich nichts nach innen.

Nonlinear mit Mesh (Netgen) liefert bei mir einen CalculiX-Error: increment size smaller than minimum best solution and residuals are in the frd file

doch nonlinear mit Gmesh scheint akzeptable Ergebnisse zu liefern.

Sonnige Grüße
André
eben nicht, ich bin betonfuzi. nonlinear hatte ich auch solverprobleme. Würdest Du das file, was lief mit einem zurückgesetzten netz posten?
erdnax
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Re: FEM einer Gummiaufhängung

Postby erdnax » Wed Jul 24, 2019 1:07 pm

nonlinear hatte ich auch solverprobleme. Würdest Du das file, was lief mit einem zurückgesetzten netz posten?
>
Hier ist es, doch bei etwas komplexerer Geometrie bekomme ich hier auch den CalculiX-Error: increment size smaller than minimum best solution and residuals are in the frd file
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CAD-Datei rund nonlinear
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ickby
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Re: FEM einer Gummiaufhängung

Postby ickby » Wed Jul 24, 2019 4:11 pm

Dein Problem ist die größe der Verschiebungen, 5mm sind viel zu viel für eine Lineare Rechnung. Was passiert ist das folgende: die Lineare Rechnung ist valide für sehr sehr kleine Auslenkungen um die Ausgangs-geometrie herum. Wenn du den Warp-Filter nutzt und auf 0 setzt, und von dort mit dem Slider bis maximal 0.05 schiebst, siehst du ungefähr was bei kleinen Auslenkugnen passiert. Un da macht es auch auf einmal Sinn: der Mittelteil des Steges, genau zwischen zwei Pfosten, bewegt sich kaum, da dort hauptsächlich Scherspannungen anliegen. Die Lustige geometrie kommt dann nur, wenn du den Effekt viel zu stark linear hochskallierst, was du bei 5mm machst.
erdnax
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Re: FEM einer Gummiaufhängung

Postby erdnax » Wed Jul 24, 2019 7:00 pm

Hallo ickby,

danke für Deine Bemühungen. Inzwischen bin ich ja soweit, dass ich mit nichtlinear, eine akzeptable Näherung bekomme. Das funktioniert sogar mit Verschiebungen von 50 mm. Die dann zu sehenden Abweichungen von der Realität bzw. vom zu erwartenden Ergebnis, kann ich mir durch die Modelvereinfachung gut erklären. (Nichtlineare Dehnung/Stauchung wird im Model linear realisiert)

Bei manchen Konstellationen (komplexere Geometrie) bekomme ich leider einen CalculiX-Error: "increment size smaller than minimum best solution and residuals are in the frd file". Da habe ich noch keine Idee, wie ich den Umgehen kann.