FC-FEM-> Simulation von Stabwerkskonstruktionen

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cad1234
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Joined: Fri Dec 28, 2018 11:11 am

Re: FC FEM → Simulation Knickverhalten?

Post by cad1234 »

Danke Thomas und bernd!!
Habe durch Eure Antworten wieder richtig viel gelernt!!
Viele Grüße und ein schönes WE
thschrader
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Joined: Sat May 20, 2017 12:06 pm
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Re: FC FEM → Simulation Knickverhalten?

Post by thschrader »

Holger,
dein Projekt ist richtig gut zu gebrauchen.
Mein täglich Brot.
Den Mast habe ich um 2 Schüsse aufgestockt und auf Lebensgrösse hochskaliert.
Masthöhe 45 m. Für solche Strukturen ist immer Wind massgebend. Du erhälst
nur in den Leestäben Druckkräfte, die Knickanalyse am Gesamtsystem führt hier nicht weiter.
Oder doch? Wie reagiert "BUCKLE" bei Stäben unter Zug? Besser Knicknachweis am Einzelstab, oder, also klassisch .

Mich juckt es, die Struktur in die cfdof-workbench (openfoam) reinzupacken und die cf-Werte zu ermitteln.
Viel Arbeit...
Schönes WE
Thomas
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cad1234
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Re: FC FEM → Simulation Knickverhalten?

Post by cad1234 »

thschrader wrote: Fri Jun 18, 2021 4:24 pm Besser Knicknachweis am Einzelstab, oder, also klassisch .
Sehe ich (inzwischen ;) ) auch so..und dank FC-FEM findet man wahrscheinlich schnell die kritischen Stäbe.
Sehr hilfreich auch Deine Gegenüberstellung (Buckle) Stabilitäts- und Spannungsanalyse an meinem Beispiel. Machte deutlich, dass es 2 unterschiedliche paar Schuh sind.

New:
Hat schon jemand mit Beam-Elementen gearbeitet? Glaube, die sind besonders gut für derartige Stab Konstruktionen, wenn Querschnitts Dimension sehr klein gegenüber Stab Länge?

Soweit getestet, sind die Verbindungen der Elemente biegesteif. Gut für viele Anwendunden..
Gibt es eine Möglichkeit, die Verbindungen gelenkig zu machen, vielleicht durch manuelle Änderungen der erzeugten inp-Datei?
Im Calculix Manual gibt es ein Truss T3D2 bez. T3D3 Element.. vielleicht könnte es durch manuelles einfügen und einigen weiteren Änderungen klappen, die Verbindungen gelenkig zu machen.
Habe es bisher leider nicht geschafft..
Oder besser doch mit der bisherigen Methode (keine Beam Elemente) arbeiten?
thschrader
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Re: FC FEM → Simulation Knickverhalten?

Post by thschrader »

Berechnung von Stabwerken mit FreeCAD:
johnwang hat hier sozusagen Pionierabeit geleistet:
https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=45026

Der verwendete solver (Frame3D) hat aber nicht die Möglichkeit,
Stabendgelenke zu erzeugen (nur über Hilfsstäbe mit minimaler Steifigkeit)

Hier ist noch ein sehr cooles Programm:
http://www.mastan2.com/

Das Problem besteht in der Entwicklung einer leistungfähigen FreeCAD-GUI. Einer Workbench.
Konkret: Definition der Stäbe mit Arch/sketcher-wb. Zuweisung von Gelenken.
Definition der Stabparameter (Fläche, Widerstandsmomente) über Profildateien.
Grafische Darstellung/Kontrolle der Lasteingabe und der Ergebnisse, z.B. Momentenverlauf.
Alles 3D. So wie hier:
https://www.dlubal.com/de

Den solver zu haben ist eine Sache. Aber du brauchst die optischen Kontrollen
für einen richtig schnellen workflow.
So wie in der FEM-workbench.
Soweit mein Senf.
cad1234
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Re: FC FEM → Simulation Knickverhalten?

Post by cad1234 »

Danke für Info..
verstehe, dann scheint es nicht so einfach zu sein...
Aber auch so bietet FC-FEM ja enorm viel!!
Ich weiß auch nicht genau, ob Stabgelenken bei Konstruktionen wie Deinem 45 m Tower eine praktische Relevanz haben, wenn es im ersten Schritt um die Ermittlung der reinen Stabkräfte geht..
In der Theorie vielleicht, in der Real- und Simulationswelt des Stahlbaus??

MASTAN2 sieht vielversprechend aus, gleich installiert
cad1234
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Re: FC FEM → Simulation Knickverhalten?

Post by cad1234 »

Nachtrag:
Gerade Deinen Tower mit FC-FEM simuliert ;)
Könnte es so sein, wenn mit starren Stabverbindungen keine ausgeprägten Spannungsspitzen im Bereich der Verbindungen auftreten (die auf Momente schließen lassen), kann man die Art der Stabverbindung starr/gelenkig vernachlässigen, wenn es um die Ermittlung der Stabkräfte geht??
Ist nur so eine Idee..
thschrader
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Re: FC FEM → Simulation Knickverhalten?

Post by thschrader »

cad1234 wrote: Mon Jun 21, 2021 6:33 pm ... kann man die Art der Stabverbindung starr/gelenkig vernachlässigen, wenn es um die Ermittlung der Stabkräfte geht??
Ist nur so eine Idee..
Ja, für die Stabnormalkräfte, also Zug-Druckkräfte.
Die rechnerisch auftretenden Momente in den Knoten werden vernachlässigt.
Siehe Strommast. Die Profile müssen "dünn" sein, kein fetter Rahmen.
Es muss ein Normalkraftproblem sein (Knicken!), kein Biegeproblem.
Werde am WE mal ein Beispiel zeigen.
thschrader
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Re: FC FEM → Simulation Knickverhalten?

Post by thschrader »

cad1234 wrote: Mon Jun 21, 2021 6:33 pm ... kann man die Art der Stabverbindung starr/gelenkig vernachlässigen, wenn es um die Ermittlung der Stabkräfte geht??
Ist nur so eine Idee..
Ja, wird auch im Statikprogramm so gemacht. Es ist ziemlich nervig, bei grossen 3D-Strukturen
die Stabendgelenke (6 Freiheitsgrade) zu definieren. Da passieren schnell Fehler, das System wird verschieblich und die
Berechnung läuft nicht.
Beispiel:
Dreieckmast aus R88,9x5 Rohren, alles biegesteif verbunden. Zopflast 5 kN horizontal.
Die Rahmenmomente sind praktisch Null, massgebend ist der Normalkraftzustand.
Das lässt sich auch auf dein 3D-FEM Modell übertragen.
Wichtig: Lasten in die Knoten einleiten.
Gittermast_Biegemomente.JPG
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cad1234
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Re: FC FEM → Simulation Knickverhalten?

Post by cad1234 »

Vielen, vielen Dank für Deine große Hilfe Thomas (und Deine Geduld, bei der Beantwortung meiner vielen Fragen ;) )
Sehe jetzt viel klarer, und wenn man die von Dir angesprochenen Punkte bei derartigen Konstruktionen berücksichtigt, kommt man mit FC-FEM sehr weit, so wie ich es sehe und kann u.a. die gesuchten Stabkräfte über die Spannungen und Querschnittsflächen ermitteln (negative Spannungen -> Druckspannungen), so weit ich es verstanden habe..
VG Holger
Laurie Hartley
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Re: FC FEM → Simulation Knickverhalten?

Post by Laurie Hartley »

Hi Guys -,this is a thread I am very interested in. I have designed a node connector for a modular steel truss system. I used the Ap2 work bench to assemble it. I used Lisa FEM ( free windows version for 1300 nodes) and Geritt Wolsinks terrific free structural analysis programme but would really like to use Frame3DD instead as I have a Linux system. Unfortunately I only speak English so I cannot benefit from your expertise in this area.

Is there a way round this?
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