FEM einer Gummiaufhängung

In diesem Forum Fragen und Diskussionen in Deutsch
Forum rules
Foren-Regeln und hilfreiche Informationen

WICHTIG: Bitte zuerst lesen, bevor Sie posten
Post Reply
erdnax
Posts: 5
Joined: Thu Jul 18, 2019 1:32 pm

FEM einer Gummiaufhängung

Post by erdnax »

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)
Attachments
Simple-test-002.FCStd
CAD-Datei rund
(78.67 KiB) Downloaded 28 times
Simple-test-001.FCStd
CAD-Datei eckig
(99.09 KiB) Downloaded 24 times
Simulation eckig
Simulation eckig
SimpleTest001.PNG (18.46 KiB) Viewed 1184 times
Simulation rund
Simulation rund
SimpleTest002.PNG (17.79 KiB) Viewed 1184 times
erdnax
Posts: 5
Joined: Thu Jul 18, 2019 1:32 pm

Re: FEM einer Gummiaufhängung

Post by erdnax »

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.
User avatar
bernd
Veteran
Posts: 12849
Joined: Sun Sep 08, 2013 8:07 pm
Location: Zürich, Switzerland
Contact:

Re: FEM einer Gummiaufhängung

Post by bernd »

in solver properties geom nicht linear aktivieren
User avatar
bernd
Veteran
Posts: 12849
Joined: Sun Sep 08, 2013 8:07 pm
Location: Zürich, Switzerland
Contact:

Re: FEM einer Gummiaufhängung

Post by bernd »

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 1069 times


001.jpg
001.jpg (505.48 KiB) Viewed 1069 times
erdnax
Posts: 5
Joined: Thu Jul 18, 2019 1:32 pm

Re: FEM einer Gummiaufhängung

Post by erdnax »

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
User avatar
bernd
Veteran
Posts: 12849
Joined: Sun Sep 08, 2013 8:07 pm
Location: Zürich, Switzerland
Contact:

Re: FEM einer Gummiaufhängung

Post by bernd »

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
Posts: 5
Joined: Thu Jul 18, 2019 1:32 pm

Re: FEM einer Gummiaufhängung

Post by erdnax »

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
Attachments
Simple-test-002.FCStd
CAD-Datei rund nonlinear
(79.57 KiB) Downloaded 24 times
ickby
Veteran
Posts: 3116
Joined: Wed Oct 05, 2011 7:36 am

Re: FEM einer Gummiaufhängung

Post by ickby »

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
Posts: 5
Joined: Thu Jul 18, 2019 1:32 pm

Re: FEM einer Gummiaufhängung

Post by erdnax »

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.
Post Reply