Bistabile Mechanik in Ansys

Hallo,

ich untersuche zur Zeit im Rahmen meiner Studienarbeit die Auslenkung von Membranen. Hierfür simuliere ich eine entsprechende Geometrie in Ansys und werde im zweiten Teil der Arbeit versuchen, aus den gewonnenen Daten einen analytischen Zusammenhang zwischen der Auslenkung und verschiedenen Parametern zu ermitteln.

Zu ebenen Membranen gibt es Literatur, die einen solchen Zusammenhang bereits darstellt. Ich interessiere mich jedoch für etwas ausgefallenere Geometrien, die theoretisch noch nicht beschrieben sind.

Bisher bin ich auf 2 Probleme gestoßen, die mich kontinuierlich weiterärgern:

- Die Auslenkung meines FE-Modells einer ebenen Membran ist kontinuierlich bei 80% der aus der Literatur zu erwartenden Auslenkung. (unabh. von der Dicke bzw. der Auslenkung der Membran (nur die

0-Auslenkung ist identisch :-))

- Bei der Simulation einer achsensymmetrischen Membran mit einer Erhebung in der Mitte (also ein Spitzkegel) ist ein bistabiles Durchklappen zu erwarten, sollte ein ausreichend großer Druck auf die Kegelspitze wirken. Es ist mir nicht gelungen, dieses Verhalten zu simulieren.

Für Tipps, Literaturhinweise und andere Informationen bin ich sehr dankbar.

Viele Grüße, Lutz

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Lutz
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Hallo Lutz

Auslenkung meint eine Verformung unter Last, oder? Im Bauwesen oder welcher Art ist den die Membran? Warum mit Ansys?

Ich kann leider grad sonst wenig dazu sagen. Kennst Du Easy und Cadisi von technet [1]? Das sind zwei Membranstatik Programme aus dem Bauwesen, Cadisi sollte auch mit Verformungen unter Last klarkommen. Allerdings sind beide Programme irgendwie nicht so ganz auf der Höhe der Zeit, was das GUI angeht, und nicht so universell vie Ansys. Ich wär' übrigens an Deinen mit Ansys erzeugen Simulationen interessiert, mit Ansys kenn ich mich (noch) nicht aus, da wär's nett das mal an einem so (hoffentlich) anschaulichen Beispiel kennen zu lernen solange ich noch an der Uni.

Grüße Flo

[1]
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Florian Rist

Florian Rist schrieb:

Richtig. Es handelt sich um galvanisch abgeschiedene Mebrane mit einem Radius von wenigen mm und einer Dicke von einigen µm. Ihr Einsatzgebiet sind u.a. Drucksensoren, die eine Ölfüllung besitzen. Temperaturschwankungen erzeugen im Öl so starke Drücke, dass sich die Membran verformt. Deshalb untersuche ich verschiedene Geometrien in Hinblick auf ihre Sensibilität bei Temperaturänderungen.

Der Einsatz einer FEM-Software ist Bestandteil der Aufgabenstellung. Ansys ist hier im Institut vorhanden und wurde schon in vorherigen Arbeiten zur Simulation von Membranen verwendet. Leider kann ich dort keinen Hinweis auf mein Problem finden.

Ich habe die Befürchtung, dass Software aus dem Bauwesen andere Dimensionen erwartet. Außerdem ist ein großer Teil der Arbeit bereits in Ansys durchgeführt, so dass ich nicht noch einmal umschwenken möchte.

Wenn ich eine Lösung finde, werde ich sie hier posten. Wenn Du im Allgemeinen an der Arbeit interessiert bist, melde Dich am Besten per mail bei mir, ich kann sie Dir dann zusenden, wenn sie fertig ist.

Gruß und Danke, Lutz

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Lutz

Lutz schrieb:

Schon mal mit CADFEM telefoniert? Die sind sehr hilfsbereit und immer an ungewoehnlichen Anwendungsbeispielen aus Forschung und Praxis interessiert.

MfG

Stephan

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Stephan Lange

Hallo,

sicher rechnest Du nichtlinear mit großen Verformungen und sehr kleiner Schrittweite. Hast Du auch schon mal versucht eine Verschiebungsrandbedingung aufzubringen und die Reaktionskraft zu bewerten? Durchschlagprobleme kann man prinzipiell mit ANSYS rechnen, das ist aber generell - nicht nur mit ANSYS - nicht ganz einfach. Die 20 %-Abweichung riecht nach Fehlern in den Randbedingungen bzw. in den Materialkennwerten (Fehler im Sinne von - nicht wie im Vergleichsmodell) Was sagen denn die Experimente?

Jörn

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Jörn Jaschinski

Hallo Lutz, so, tut mir leid, dass ich mich nicht mehr gemeldet hab. Ich war einfach zu beschäftigt damit mein Diplom zu feiern. :-)

Hmm, da bin ich jetzt nicht wirklich bewandert...

Verstehe. Kommt es zu der Verformung durch elastische Verformung der Membran oder hat die Membran selbst eine Geometrie, die ihr eine Bewegung erlaubt?

Ah, klar, dann will man auch diese Problem in Ansys lösen.

Das wär' vielleicht noch nicht mal das Problem, ich soweit ich Easy kennte kommt es aber überhaupt nicht mit dem erwähnten Durchschlagen der Membran zurecht.

Ja, kar, und soweit ich Software zur Membranstatik kennte taugt die für Dein Problem wohl doch nicht.

Klingt gut.

Das wär auch fein, PM ist unterwegs.

Grüße Flo

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Florian Rist

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