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Lagerungsproblem.jpg

Guten Tag zusammen,

ich habe leider bei der Berechnung eines Lastfalles in der Generative Structural Analysis folgendes Problem:

Ich möchte ein Rundrohr mit einer Kraft (Punktlast, da die Kraft durch ein orthogonal liegendes Rundrohr eingebracht wird) belasten. Das funktioniert bisher ganz gut, wenn ich einen, auf der Außenhülle des zu belastenden Rohres liegenden, Punkt in das Netz einbinde (und die Spannungsspitzen in diesem exakten Punkt ignoriere).
Mit der "Lagerung" des Rundrohres habe ich jedoch Probleme, da ich mir nicht sicher bin worum es sich hierbei handelt. Das Rohr liegt, entsprechend der hochgeladenen "Zeichnung", in der Bohrung zweier Vierkantrohre auf, (Zeichnung "gespiegelt" vorstellen), wobei Bohrungsdurchmesser>Rundrohrdurchmesser.
Somit hätte ich ja theoretisch zunächst (pro Seite) zwei Linienkontakte an der jeweils linken sowie der rechten Auflage. Bei Belastung biegt sich da Rohr jedoch in gewissem Maße durch wodurch der Kontakt mit den äußeren Enden der Vierkantrohre entfällt und der Kontakt mit den Inneren Enden sich in eine Punkt bzw. "realer" Flächenlast wandelt.
Ich habe leider absolut keine Idee wie ich den Fall darstellen kann. Habe bereits mehrere Lösungsansätze ausprobiert, jedoch kam bisher keine Lösung dabei heraus, die mit der Handrechnung für Durchbiegung/Spannungen übereinstimmen würde. Außerdem habe ich bereits versucht das ganze durch ein 1D-Beam + Rundrohrquerschnittsdefinition zu lösen statt mit 3D Elementen, jedoch finde ich hier leider nicht die Option die "Auflager" (sprich Innerste Kanten der Vierkantrohre) in das Netz mit einzubinden.

Ich hoffe ich habe mit dem langen, zugegebenerweise verwirrenden, Text niemanden erschlagen  Hat jemand eine Idee?

Gruß

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Ist die zick-zack-Linie eine Symmetrieebene? Vermutlich...

Wenn sich das Rohr quasi nicht biegt, liegt es auf beiden Trägern aus. Das dürfte aber eher unwahrscheinlich sein, so dass der äußere Träger kaum Last abbekommt. Insofern wurde ich den inneren Träger über ein virtuelles Kontaktteil oder einen richtigen Kontakt abbilden. Der Kantenkontakt wird eh nur bedingt aussagekräftig in den Ergebnissen sein.

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Die Zick-Zack Linie am rechten Bildrand soll einfach einen Schnitt darstellen; die Kraft wird mittig auf das Rundrohr aufgebracht.
(In dem Fall jedoch unerheblich, da es mir ja um die "Lagerung" geht.)
D.h. der innere Träger wäre über Analyse der allgemeiner Verbindungen+Definition der Eigenschaft der Kontaktverbindung mit dem Rohr zu verbinden? Das war auch mein erster Versuch, leider bekomme ich dabei aber eine Durchbiegung von ca. 50% des errechneten Wertes heraus. Verhindert die Definition eines Kontaktes nicht das Anheben des linken Rohrendes und verfälscht somit die Ergebnisse? (-> geringere Durchbiegung)

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Hallo,

ich kann nicht ganz nachvollziehen was du meinst. Das sieht für mich nicht wie eine Lagerung aus, das Rohr würde doch einfach nach oben wandern und anschließend an die Oberkante stoßen. Dann mit Sicherheit biegen, jedoch verstehe ich nicht ganz die Dimensionen der Vierkantrohre. Eine solch große Bohrung würde die Rohre doch einfach trennen? Eine wirkliche Lagerung kann ich nicht erkennen, sonst versuch es noch einmal zu erklären, vielleicht stehe ihc nur auf dem Schlauch.

Gruß,
Ed

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Entschuldige bitte, ich habe mich wohl in der Eile wirklich schlecht aus gedrückt. Natürlich handelt sich hier um kein Lager, ich habe es nur als "Lagerung" bezeichnet, weil das Rundrohr in der Bohrung der Vierkantrohre aufgenommen ist. Anbei noch einmal eine Skizze, die vllt Licht ins Dunkel bringt  Rechts nun eine angedeutete Symmetrielinie, auf der auch die Kraft aufgebracht wird.

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CAX0001.jpg

Und die Skizze wurde nicht hochgeladen. Versuch Nr.2.

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Ahh, schon deutlich besser! 

Wie genau hast du im Assembly das Rohr eingesetzt? Daraus ergeben sich dann die Bedingungen für die Analyse.

Ich sehe da eine Kontaktbedingung und ansonsten könntest du das Rohr über Distanzbedingungen fixieren. In der Simulation wird es sich trotzdem bewegen.

Gruß
Ed

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Ich habe im Assembly eine offset Bedingung ab der xy Ebene  erzeugt, die gewährleistet, dass Unterkante Bohrung und Unterkante Rohr auf der gleichen Höhe  liegen. Anschließen habe ich in der generative Structural Analysis workbench eine analysis-connection zwischen mantelfläche Rohr und innenfläche Bohrung hergestellt. Zuletzt habe ich die Eigenschaft der Kontaktverbindung verwendet.

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Und wie sieht das Ergebnis aus, bzw. was gefällt dir daran nicht?

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Das Ergebnis sieht qualitativ gut aus,:P quantitativ habe ich aber eine Abweichung von -50% des von Hand  errechneten Wertes der maximalen Verformung des Rohres. Was Spannungen betrifft bin ich mir nicht mehr Sicht, aber die Abweichung war auch nicht gerade vernachlässigbar. Ich könnte morgen früh wenn ich wieder am PC bin ein paar Screenshots machen, falls das hilft?

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Servus
Wie hast du das von Hand gerechnet?
(zB zweiseitig drehend gelagerter Biegebalken mit Einzelkraft)

Gruß
Bernd

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Warum einfach, wenn es auch kompliziert geht.

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Hast du dir mal die Genauigkeit ausgeben lassen? Ansonsten würde ich dem Berechneten mehr trauen. Du musst schlißelich die Ergebnisse immer auf plausibilität prüfen.

Gruß
Ed

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Habe rechnerischen einfach nen Balken genommen, beidseitig mit Loslagern versehen und die mittig aufgebrachte Kraft in die Formel F*l^3/EI*48 mit I = PI/4*(Ra^2-Ri^2).
Ich traue dem berechneten Ergebnis auch mehr, jedoch versuche ich anhand einiger Beispiele eine Plausibilitätsprüfung der V5 FEM Analyse durchzuführen.

Was bedeutet die Genauigkeit ausgeben lassen denn? Bin in neu in der Workbench und bin darüber bisher nicht gestolpert.

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Unter "von Mises stress" findest du "Displacement". Auf den kleinen Pfeil klicken und dann auf "Precision".

Auf deinem Bild erkenne ich aber keine Los-Los-Lagerung,warum würde man denn überhaupt Los-Los-lagern? Eine wirkliche Loslagerung ist das auf deinem Bild meiner Meinung nach auch nicht. Das sieht eher für mich nach einem freien Ende aus, zumindest die rechte Seite. So wie links ist es eher eine ungewöhnliche Loslagerung mit sehr viel Spiel. Oder ich erkenne es nicht ganz.

[Diese Nachricht wurde von Ed93 am 04. Feb. 2016 editiert.]

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Du hast mich denke ich falsch verstanden. Ich habe ja gesagt rechts das sei eine Symmetrielinie, dementsprechend ist das rechte Ende kein freies Ende sondern sieht ebenso wie das Linke aus. Auf gut deutsch habe ich einfach ein Rohr, welches in zwei Bohrungen aufliegt die in Vierkantstähle eingebracht sind.

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Servus
Kannst du mal ein Screenshot zeigen wie du das Teil in FEM eingespannt/belastet hast?

Gruß
Bernd

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Warum einfach, wenn es auch kompliziert geht.

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Zitat:

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Original erstellt von Jogoe:
Die Zick-Zack Linie am rechten Bildrand soll einfach einen Schnitt darstellen; die Kraft wird mittig auf das Rundrohr aufgebracht.

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Das war deine Frage auf Mustaine, ob es den eine Symmetrylinie sei, daraus habe ich geschlossen, das es keine ist. So sehen Symmetrylinien auch eigentlich nicht aus. Aber egal.

Ein Bild der Lagerung wäre sehr hilfreich und würde viele Fragen klären.

Gruß
Ed

[Diese Nachricht wurde von Ed93 am 05. Feb. 2016 editiert.]

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last.PNG verformung.PNG

Bin etwas im Stress, tut mir leid für die verspätete Antwort. Hier im Bild sieht man generell mal das Modell. Die Kraft habe ich wie gesagt in dem Punkt mittig auf dem Rohr angebracht (den ich wie links im Baum zu sehen ins Netz eingebunden habe).

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Hallo,

dein Modell ist nur linear vernetzt. Das kannst du nur zur  Modellüberprüfung verwenden. Zur Berechnung musst du parabolisch vernetzen.

Die Kontaktbedingungen an den vier Anlagepunkten beim Durchbiegen des Rohres lassen sich mit CATIA Elfini-Solver nur sehr ungenau simulieren.

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MfG
kle

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Parabolisch habe ich auch schon versucht, da kam allerdings auch wenig sinnvolles bei heraus. Im Prinzip sind es ja nur zwei Auflagepunkte bei Durchbiegung (falls die Rohrenden die Außenseiten durch hochbiegen nicht berühren) oder nicht? Aber halb so wild, auch das ist ja ein Ergebnis 

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Hallo,

aber das äquatoriale Flächenträgheitsmoment I = PI/4*(Ra^2-Ri^2) ist falsch.

Richtig: I = PI/4*(Ra^4-Ri^4)

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MfG
kle

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