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Stabilitätsanalysen dünnwandiger Strukturen

Bei dünnwandigen Strukturen spielt der Stabilitätsnachweis hinsichtlich der Tragfähigkeit eine zentrale Rolle. Im Rahmen der FE-Simulation mit ANSYS stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung, um die mechanische Stabilität zu untersuchen.

Mit linearen Stabilitätsanalysen (Eigenwertbeulen) werden Verzweigungslasten und Beuleigenformen ermittelt, wobei mit ANSYS auch nichtlineare Vorspannzustände berücksichtigt und damit „begleitend“ zu nichtlinearen Analysen die Verzweigungspunkte identifiziert werden können.

Mit nichtlinearen Beulanalysen kann, unter Berücksichtigung geometrischer und materieller Nichtlinearitäten sowie geometrischer Imperfektionen, das Lastverformungsverhalten und damit die Traglast ermittelt werden.

In diesem Seminar vermitteln wir Ihnen die nötigen Grundlagen, die für eine sichere Analyse linearer und nichtlinearer Stabilitätsaufgaben mit ANSYS notwendig sind. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf beulgefährdeten metallischen Strukturen, wobei die Seminarinhalte grundsätzlich auch für andere Stablitätsphänomene (beispielsweise Knicken, Drillknicken, Biegedrillknicken) und andere Werkstoffe anwendbar sind. Das benötigte Wissen zur Solver-Steuerung nichtlinearer FE-Analysen ist ebenfalls Bestandteil dieses Seminars. Praktische Übungen am Rechner runden das Seminar ab.


  • Stabilitätsanalysen mit ANSYS Mechanical
    • Verzweigungssprobleme
    • Durchschlagphänomene (Snap-Through- und Snap-Back-Verhalten)
    • Kraftsteuerung vs. Wegsteuerung vs. Bogenlängenverfahren
    • Grundlagen der nichtlinearen Strukturmechanik
    • Beispiel:
      • Einführungsbeispiel
  • Analyseeinstellungen für nichtlineare Analysen mit ANSYS Mechanical
    • Zeitschrittsteuerung
    • Zur Wahl des Solvers
    • Nutzung der Restart Optionen
    • Konvergenzkriterien & Stabilisierung
    • Visualisierung der Newton-Raphson Residuen
  • Eigenwertbeulen linearer Strukturen
    • Voraussetzungen zum Eigenwertbeulen linearer Strukturen
    • Ergebnisauswertung und –interpretation
    • Beispiele:
      • Eigenwertanalysen einer Quadratplatte mit Netzstudie
      • Eigenwertanalysen einer zusammengesetzten Kegelschale
  • Eigenwertbeulen nichtlinearer Strukturen
    • Voraussetzungen zum Eigenwertbeulen nichtlinearer Strukturen
    • Linearisierung nichtlinearer Modelle (Geometrie, Kontakt & Material)
    • Ergebnisauswertung und –interpretation
    • Identifikation von Verzweigungspunkten mittels begleitender Eigenwertanalysen
    • Beispiele:
      • Eigenwertanalyse einer zusammengesetzten Kegelschale (geometrische Nichtlinearität)
      • Eigenwertanalyse eines Auflagerdetails (Kontaktnichtlinearität)
  • Erstellung und Analyse imperfekter Modelle
    • Hinweise zum Einfluss von Imperfektionen
    • Wahl geeigneter Imperfektionen
    • Erstellung eigen- bzw. lastformaffiner Vorverformungen
    • Erstellung „beliebiger“ Imperfektionen
    • Beispiele:
      • Geometrische Ersatzimperfektionen über die Benutzeroberfläche
      • Geometrische Ersatzimperfektionen mittels APDL Scripting
  • Nichtlineare Beulanalysen - Einführung
    • Einführung in die Metallplastizität
    • Geometrisch materiell nichtlinearen Analysen imperfekter Strukturen (GMNIA)
    • Beispiel:
      • Nichtlineare Beulanalyse einer Platte unter Längsdruck (Einfluss der Imperfektionsgröße & Randbedingungen)
  • Nichtlineare Beulanalysen – Workshop
    • Beispiele:
      • Nichtlineare Beulanalyse einer dünnwandigen Kastenstütze (Plattenbeulen/Stabknicken)
  • Ausblick auf weitere Themen zur Stabilitätsanalyse
    • Eigenwertbeulen mit thermischen Lasten
    • Analogien zwischen Eigenwertbeulen und Modalanalyse
    • Identifikation von Verzweigungspunkten mittels Zero Pivots
    • Stabilitätsanalysen & Symmetrie
    • Eigenwertbeulen mit Nonzero Displacement Constraints
    • Eigenwertbeulen nichtkonvergierter Systeme
Allgemeine Informationen
Veranstaltung
Seminar
Voraussetzungen
Grundwissen in ANSYS Mechanical
Verwendete Software
ANSYS Mechanical
Vortragssprache
Deutsch
Sprache Unterlagen
Englisch
Referent
Mitarbeiter CADFEM
Dauer
2 Tag(e)

Termine, Preise und Anmeldung
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Uhrzeit
Tag 1: 09:00 - 17:00 Uhr
Tag 2: 09:00 - 17:00 Uhr

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