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Strukturmechanik
Strukturmechanik

Beulen und Durchschlagen: Stabilität dünnwandiger Strukturen

Verzweigungspunkte, Durchschlagpunkte und Traglasten

Übersicht

Seminar Experte

Lernen Sie, wie Sie mit Simulation sicher und effektiv lineare und nichtlineare Stabilitätsanalysen durchführen. Diese Schulung wird als 2-tägiges Seminar angeboten.

Dauer
2 Tage

Voraussetzungen
Grundwissen in Ansys Mechanical

Verwendete Software
Ansys Mechanical

Nutzen
  • Sicher lineare Stabilitätsanalysen (LBA) durchführen
  • Sicher nichtlineare Traglastanalysen (GMNIA) rechnen
  • Identifikation von Verzweigungspunkten auf dem Lastpfad
  • Nachbeulverhalten kraft- bzw. verschiebungsgesteuert erfassen

Beschreibung

Bei dünnwandigen Bauteilen und schlanken Strukturen spielt der Stabilitätsnachweis hinsichtlich des Trag- und Verformungsverhaltens 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 (d.h. GMNIA Analysen entsprechend EN 1993-1-6), das genaue Lastverformungsverhalten erfasst und damit auch die Traglast ermittelt werden.

Dieses Seminar richtet sich an alle Ingenieure, die mit der Auslegung dünnwandigen Strukturen betraut sind, beispielsweise von Tragstrukturen im Stahl- und Anlagenbau, von Haushaltsgeräten oder aber auch von Schnappscheiben in Schaltern und sonstigen Force Feedback-Elementen. Der Schwerpunkt liegt auf beulgefährdeten metallischen Strukturen, wobei die Seminarinhalte auch für andere Stabilitätsphänomene (beispielsweise Knicken, Drillknicken, Biegedrillknicken) und andere Werkstoffe anwendbar sind.

Detaillierte Agenda für diese 2-tägige Schulung

Tag 1

01 Stabilitätsanalysen mit Ansys Mechanical

  • Verzweigungsprobleme
  • Durchschlagphänomene (Snap-Through- und Snap-Back-Verhalten)
  • Kraftsteuerung vs. Wegsteuerung vs. Bogenlängenverfahren
  • Grundlagen der nichtlinearen Strukturmechanik
  • Übung: Einführungsbeispiel

02 Analyseeinstellungen für nichtlineare Analysen

  • ​Zeitschrittsteuerung
  • Zur Wahl des Solvers
  • Nutzung der Restart Optionen
  • Konvergenzkriterien & Stabilisierung
  • Visualisierung der Newton-Raphson Residuen

03 Eigenwertbeulen linearer Strukturen

  • Voraussetzungen zum Eigenwertbeulen linearer Strukturen
  • Ergebnisauswertung und -interpretation
  • Übung: Eigenwertanalysen einer Quadratplatte mit Netzstudie
  • Übung: Eigenwertanalysen einer zusammengesetzten Kegelschale

04 Eigenwertbeulen nichtlinearer Strukturen

  • Voraussetzungen zum Eigenwertbeulen nichtlinearer Strukturen
  • Linearisierung nichtlinearer Modelle (Geometrie, Kontakt & Material)
  • Ergebnisauswertung und -interpretation
  • Identifikation von Verzweigungspunkten mittels begleitender Eigenwertanalysen
  • Übung: Eigenwertanalyse einer zusammengesetzten Kegelschale - geometrische Nichtlinearität
  • Übung: Eigenwertanalyse eines Auflagerdetails - Kontaktnichtlinearität

Tag 2

05 Erstellung und Analyse imperfekter Modelle

  • Hinweise zum Einfluss von Imperfektionen
  • Wahl geeigneter Imperfektionen
  • Erstellung eigen- bzw. lastformaffiner Vorverformungen
  • Erstellung „beliebiger“ Imperfektionen
  • Übung: Geometrische Ersatzimperfektionen über die Benutzeroberfläche und mittels Scripting

06 Nichtlineare Beulanalysen – Teil I

  • Einführung in die Metallplastizität
  • Geometrisch materiell nichtlinearen Analysen imperfekter Strukturen (GMNIA)
  • Übung: Nichtlineare Beulanalyse einer Platte unter Längsdruck - Einfluss von Imperfektionen und Randbedingungen

07 Nichtlineare Beulanalysen – Teil II

  • Anwendung des Bogenlängenverfahrens in der Workbench
  • Auswertung nichtlinearer Beulanalysen
  • Übung: Nichtlineare Beulanalyse einer dünnwandigen Kastenstütze - Plattenbeulen/Stabknicken

08 Ausblick auf weitere Themen zur Stabilitätsanalyse

  • Eigenwertbeulen mit thermischen Lasten
  • Analogien zwischen Eigenwertbeulen und Modalanalyse
  • Identifikation von Verzweigungspunkten mittels Zero Pivots
  • Stabilitätsanalysen & Symmetrie
  • Eigenwertbeulen nichtkonvergierter Systeme

Ihre Referenten

Dr.-Ing. Martin Seitz
Berechnungsingenieur, CADFEM Germany GmbH, Stuttgart
Andre Stühmeyer
Berechnungsingenieur, CADFEM Germany GmbH, Hannover
Sebastian Hoffmann
Berechnungsingenieur, CADFEM Germany GmbH, Berlin
Luigi Cordani
Training and Support Manager, CADFEM UK Ltd

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Falls die Mindestteilnehmerzahl einmal nicht zustande kommt, behalten wir uns vor, den Seminartermin bis spätestens 7 Tage vor Seminarbeginn abzusagen. Gerne informieren wir Sie zu alternativen Terminen, Schulungsformaten oder Seminaren. Bitte beachten Sie, dass wir keine Haftung für bereits vorgenommene Hotel- oder Reisebuchungen seitens der Teilnehmenden übernehmen.

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Bereichsleiter Professional Development
Dr.-Ing. Marold Moosrainer