---

Ich versuche in Workbench Mechanical einen Stab zu konstruieren, der in einem Volumenkörper einbetoniert ist und in Längs- (und später auch Quer-)Richtung belastet ist.
Mein erstes Ziel ist es, einen Kontakt zu modellieren, der bei einer gegebenen Kraft/Spannung versagt. Idealerweise würde ich außerdem noch vor dem endgültigen Versagen eine Verformung ermöglichen.

Versucht habe ich mich bisher mit:
- Reibungsbehafteten Verbund mit gefühlt jeder denkbaren Einstellungskombination
- den Stäben Volumenkörpern und als Balken
- aufgesetzten Stäben und tatsächlich zT im Körper liegenden Stäben (sozusagen in mittels Bool'scher Operation geschnittenen Taschen)
- Federn am Stabende und unterschiedlichen gleitenden Kontakten zwischen den seitlichen Stabflächen und dem Körper
- Kontaktablösung am Stabende
...
funktioniert hat es bei mir mit keiner Variante so wirklich

langsam gehen mir die Ideen aus... Wie würdet ihr das im Prinzip angehen? Es kann doch eigentlich bestimmt nicht so schwer sein einen Balken auf ein Volumen zu setzen mit einem Verbund, bei dem ich eine Spannung als Versagenskriterium definieren kann, oder?

LG, Rolf

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo Rolf,

ich hätte ein Paar Verständnisfragen für mich:

1. Was ist das genaue Ziel deiner Analyse?
2. Was ist die genaue Werkstoffpaarung?
3. Du sprichst von "Verformung", ich gehe davon aus, dass du dich auf eine Biegung des Balkens beziehst, bevor der Verbund versagt?!

VG,
Lamora

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Grundsätzlich gibt es bei Ansys Materialeigenschaften, die sowas berücksichtigen können. Beispielsweise unter Versagen oder Schädigung. Wie ein Kontakt "versagen" kann, wenn etwas als einbetoniert gelten soll, erschließt sich mir noch nicht.

Die drei Fragen von Lamora sind daher trotzdem sinnvoll, da man dann das Problem vielleicht auch anders angehen kann.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Was spricht eigentlich gegen Volumenelementen und festen Verbundkontakt?

------------------
Grüße, Moe

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Lamora,
es geht darum einen Ausziehversuch eines CFK-Stabes aus Beton zu simulieren. Später soll darauf noch aufgebaut werden. Weil noch weitere Schritte folgen sollen, will ich diesen ersten Teil möglichst realistisch darstellen. Also Versagen bei einer bestimmten Kraft/Spannung und entsprechender Verformung, vor allem aus dem Schlupf (ich habe sehr geringe Einbindetiefen), bis dahin. Eigentlich spielen die Werkstoffpaare für die Frage wie ich den Verbund modelliere keine Rolle, sondern sind dann erst bei der Verfomung des Stabes selber interessant, oder?

einfachTobi,
hier geht es mir primär nicht um das Versagen des Stabes, sondern wirklich um ein Verbundversagen mit dem Beton.

Moe,
ich werde zur Prüfung meines Modells den ganzen Spaß auch mit Volumenelementen machen. Aber mit Balken sollte ich mir vermutlich einiges an Rechenzeit sparen können, oder? Fester Verbund mit Debonding müsste, glaube ich, funktionieren, aber da habe ich es mit der Verfomung noch nicht ganz raus. Aber das sollte ich schon hinkriegen, wenn das prinzipiell sinnvoll möglich ist.

Bzgl. Debonding habe ich grade das Problem, dass das Augmented Lagrange oder Pure Penelty (glaube ich) als Algorithmus voraussetzt, ich Line Bodeys aber nur mittles MPC (ohne Fehlermeldung) an an die Volumenkörper "geklebt" bekomme. Ich habe aber bisher nirgends gefunden, dass das tatsächlich nur mit MPC möglich sein soll, das war nur die Erfahrung, die ich gemacht habe. Kann mir wer sagen ob das so normal ist?

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Einen reibungsbehafteten Verbund gibt es doch garnicht.

Verbund ist ein falscher Ansatz. Beim Verbund kann der Kontakt mind. genauso viel Spannung als der Rohwerkstoff aufnehmen. Außerdem kann dieser Kontakt nicht gleiten, was ja bei einem Versagens aufgrund von zu großer Schubspannung der Fall sein wird. Dieser Kontakt wird kaum versagen. Rau wäre ein guter Ansatz. Reibungsbehaftet noch besser, falls der Koeffizient bekannt sein sollte. Den man im übrigen mittels einer CFD Analyse des Hydrationsprozesses ermitteln kann.

[Diese Nachricht wurde von Duke711 am 02. Jun. 2017 editiert.]

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Das war ein bisschen dumm von mir, ich meinte natürlich reibungsbehafteten Kontakt.

Ich sehe folgende Möglichkeiten:

- Verbund:
  Vorteil: Kontaktversagen bei bestimmter Spannung leicht zu modellieren
  Nachteil: keine Verformung vor dem Versagen (Schlupf); Probleme mit Stäben aufgrund des erforderlichen Algorithmus (Augmented Lagrange und Pure Penelty erforderlich, aber bei beiden wird der Stab gelenkig gelagert)

- rauer/reibungsbehafteter Kontakt:
  Vorteil: gleiten möglich
  Nachteil: eigentlich nicht vorhandene Kraft senkrecht zur Kontaktfläche erforderlich; der Balken, der den Stab darstellt, kann so nicht einfach außen auf den Körper gesetzt werden. Stattdessen muss eine "Tasche" modelliert werden. Kein Problem eigentlich, aber wenn möglich würde ich mir das gerne sparen.

- nichtlineare Feder (Schlupf bis maximale Kraft, danach Steifigkeit gegen Null) + Translation mit Verformungsmöglichkeit in "Auszieh-"/Stabrichtung
  Vorteil: Verformungsverlauf realistisch abbildbar
  Nachteil: recht wild zusammengeschustert; evtl. Probleme mit der Translation bei großen Verformungen (muss ich noch durchdenken und testen); kein "echtes" Versagen

Duke, kannst du meine Probleme mit den von dir vorgeschlagenen Kontakttypen nachvollziehen, oder habe ich die nicht richtig verstanden?

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Den Gedankengang kann ich nachvollziehen und würde in diesem Fall zu keiner Vereinfachung raten. Denn die nicht linearen Effekte bezüglich der Schubspannung können nur mit einem nicht linearen Kontakt annährend parixgerecht simuliert werden.
Ich würde zu 2. Methode mit einem modellierten CAD-Einschluss und somit mit einem rauen oder besser reibhungsbehafteten Kontakt raten. Bedeutet rechnerisch zwar einen Mehraufwand, aber ich bezweifel, dass man solch ein gewünschtest Kontaktversagen aufgrund von Schubspannung realistisch mit einem Federmodell simulieren kann.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Ich werde mal einen Vergleich starten inwiefern sich die Ergebnisse unterscheiden. Aber vielen Dank für deine Einschätzung!

LG, Rolf

Edit: Ganz blöde Frage, aber für beide Kontakttypen brauche ich doch eine Druckkraft normal zur Kontaktfläche, oder? Eine solche habe ich ja aber eigentlich nicht.

[Diese Nachricht wurde von roferue am 05. Jun. 2017 editiert.]

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Warum nicht mit Volumenelementen und Kontakt ohne Trennung zwischen beiden Teilen? Das System versagt auf der Betonseite (bzw. schwächeren Seite) wenn Bruchspannung ist erreicht.

------------------
Grüße, Moe

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hast du das Programm mittlerweile lösen können ?

Würde mich mal interessieren, wie du vorgegangen bist

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP