FEM-Betrachtung - Abkühlung eines Bauteils

Technik Mechanik & Konstruktion
#1

Guten Tag,

und zwar arbeite ich mit Ansys Workbench 15.0. Meine Aufgabe ist es ein Bauteil mit der finiten Element Methode zu betrachten.
Und zwar würde ich gerne ein Bauteil abkühlen lassen. Da dieses Bauteil in einem Sandgussverfahren hergestellt wird und sehr groß ist, ergeben sich unterschiedliche Abkühlgeschwindigkeiten aufgrund der unterschiedlichen Dicken. Durch diese unterschiedlichen Abkühlgeschwidigkeiten ergeben sich bei verschiedenen Dicken verschiedene E-Module und Querkontraktionszahlen. Natürlich auch verschiedene Spannungstensoren usw. aber ich soll nur die beiden erst genannten mit einbeziehen.

Ich würde nun gerne das Bauteil abkühlen lassen auf eine gewisse Temperatur und anschließend abfragen, wie lange jedes Element im Bauteil dafür gebraucht hat. Anschließend würde ich gerne das E-Modul und die Querkontraktionszahl als Fuktionen der Zeit abrufen und so jedem Element dann ihre Eigernschaft zuordnen.

Meine Frage lautet nun:
Ist der Plan den ich habe mit Ansys Workbench so umzusetzen?
Wenn nicht gibt es da eine andere Variante?

MfG
Jens Wala

#2

Moin,

(lieber spaet als nie…)

Durch diese unterschiedlichen Abkühlgeschwidigkeiten ergeben
sich bei verschiedenen Dicken verschiedene E-Module und
Querkontraktionszahlen. Natürlich auch verschiedene
Spannungstensoren usw. aber ich soll nur die beiden erst
genannten mit einbeziehen.

Ich würde nun gerne das Bauteil abkühlen lassen auf eine
gewisse Temperatur und anschließend abfragen, wie lange jedes
Element im Bauteil dafür gebraucht hat. Anschließend würde ich
gerne das E-Modul und die Querkontraktionszahl als Fuktionen
der Zeit abrufen und so jedem Element dann ihre Eigernschaft
zuordnen.

Gute Nachricht: das geht natuerlich. Da brauchst halt ein vernuenftiges Materialmodell, Abstrahlung nach Stefan-Boltzmann und Waermetransport durch Konvektion. Spannungs- und Dehnungstensoren werden natuerlich mitberechnet, ob Du sie auswerten willst, ist Dir selbst ueberlassen.

Den letzten Satz verstehe ich aber nicht ganz, wozu willst Du den Elementen hinterher Eigenschaften zuordnen? Eigentlich ordnet man den Elementen *vorher* die Eigenschaften zu (Du brauchst temperaturabhaengige, evtl. auch dehnratenabhaengige Spannungs-Dehnungs-Kurven, thermische Dehnungen oder Waermeausdehnungskoeffizienten, Dichte, Waermekapazitaet, Waermeleitfaehigkeit), was Du rausbekommst waehrend und nach der Abkuehlung sind die Verschiebungen, daraus resultierend die Spannungstensoren und daraus resultierend die Verfestigung in jedem Zeitschritt. Wobei in ueblichen Modellen die Querkontraktionszahl und das E-Modul am Ende genau so gross sein werden, wie in den Materialdaten fuer die entsprechende Temperatur hinterlegt.

Gruss
Paul

#3

Hallo Paul,

also ich hab das Problem schon gelöst, aber trotzdem nochmal danke für die Antwort.

Ich habe aber jetzt ein ganz anderes Problem.
Weist du zufällig ob man mit Ansys ein externes Temperaturfeld eines Volumenkörpers einlesen kann , das zum Beispiel mit dem Simulationstool Magma erstellt wurde?
Das muss ich jetzt nämlich als nächsten Schritt tun und ich weiß bloß nicht wie ich das anstellen soll…

Gruß
Jens

#4

Moin,

Ich habe aber jetzt ein ganz anderes Problem.
Weist du zufällig ob man mit Ansys ein externes Temperaturfeld
eines Volumenkörpers einlesen kann , das zum Beispiel mit dem
Simulationstool Magma erstellt wurde?
Das muss ich jetzt nämlich als nächsten Schritt tun und ich
weiß bloß nicht wie ich das anstellen soll…

du kannst den Knoten Deines Modells als Initial Condition (fast) beliebige Feldvariablen zuweisen. Guck Dir Mal

http://mostreal.sk/html/com_55/chapter3/CS3-I.htm#IC

das an. Meist ist etwas Handarbeit noetig, um die Daten von einer Software in die andere reinzubekommen. Oder man schreibt sich Schnittstellen.

Gruss
Paul