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Reaktionskrafte.JPG

Hallo zusammen,

ich versuche grade in Sachen Reaktionskräfte/-Momente klarer zu werden. Mein Problem ist die Redundanz der Werte...

Wenn ich z.B. ein Moment von 100 Nm in einen Hebel einleite und diesen an zwei Stellen einspanne, bekomme ich je Einspannung ca. 50 Nm Reaktionsmoment. Alles bestens -

Wie kann es dann sein, dass die selben Einspannungen zusätzlich auch die Kräfte aufnehmen, die den Hebel allein in`s Gleichgewicht bringen würden!?

Ebenfalls unklar sind mir Reaktionsmomente, die Sensoren auf Einspannungen ohne rotatorische Einschränkungen anzeigen. Ein Kugelgelenk nimmt laut Sensor Momente auf, wer kann mir da weiterhelfen?

Viele Grüße
Jörg

[Diese Nachricht wurde von Josch65 am 21. Mrz. 2017 editiert.]

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Servus Jörg

Willkommen im Forum.
Ich konnte leider dein Problem nicht nachstellen.
Welche Abmessungen hat das Teil etwa? Mit welchem Material rechnest du?
Wo liegt denn das Achsensystem zudem die Kräfte/Momente angegeben werden?
Wird die Kraft geringer wenn das Netz feiner wird?
In welche Richtung zeigen denn die Reaktionssensoren? (Doppelklick auf  den Sensor im Baum)
Wird es besser wenn das eine Lager ein Loslager wird (damit sich die beiden Lagerstellen aufeinander zu bewegen können)

Gruß
Bernd

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Warum einfach, wenn es auch kompliziert geht.

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Reaktionssensor2.JPG

Hallo Bernd,

danke für die schnelle Antwort -

Zitat:

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Welche Abmessungen hat das Teil etwa? Mit welchem Material rechnest du?

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Das Teil ist 100mm lang, 10mm dick. Die beiden eingespannten Flächen haben 100mm Abstand (Zentrum/Zentrum).

Zitat:

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Wo liegt denn das Achsensystem zudem die Kräfte/Momente angegeben werden?

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Links in der Bauteilspitze, an der Stelle greift auch das Moment an.

Zitat:

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Wird die Kraft geringer wenn das Netz feiner wird?

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Die Kräfte verringern sich im Promillebereich, kaum messbar. Habe den E-Modul versuchsweise auf 1.000.000 raufgesetzt, die Kräfte bleiben exakt gleich.

Zitat:

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In welche Richtung zeigen denn die Reaktionssensoren? (Doppelklick auf  den Sensor im Baum)

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In 1 bzw. -1, also nach links bzw. nach rechts, stehen normal auf der Einspannfläche.

Zitat:

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Wird es besser wenn das eine Lager ein Loslager wird (damit sich die beiden Lagerstellen aufeinander zu bewegen können)

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Habe ich noch nicht versucht, weil die Kräfte in 3 minimal sind.

Was auffällt ist, das eingeleitete Moment findet sich vollständig in den Sensoren wieder. 100Nm rein, 2x -50Nm Antwort. Zusätzlich über den Hebel 0,1m (Abstand der Einspannflächen) ca. -1000N u. Gegenkraft ca. 1000N.

Warum gibt das System 2 Reaktionen, die jeweils für sich schon das Gleichgewicht herstellen?

Gruß
Jörg

Edit:

- der Vollständigkeit halber noch ein Bild mit erkennbaren Achsen
- die obere Einspannung ist jetzt in 3 (Z) frei, die Werte sind fast unverändert geblieben

[Diese Nachricht wurde von Josch65 am 22. Mrz. 2017 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von Josch65 am 22. Mrz. 2017 editiert.]

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Servus Jörg

Was mich an deinem Bild des Spannungsverlauf wundert: warum gibt es an den Einspannstellen (bzw kurz davor) keine Spannungen (Biegespannungen)?

Gruß
Bernd

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Warum einfach, wenn es auch kompliziert geht.

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Hallo Bernd,

ich hab mir nicht die Mühe gemacht die Farbskala einzustellen, das Teil ist nur ein FEM-Dummy. Die Spannungen sind an den Einspannungen vergleichsweise gering aber vorhanden.

Gruß
Jörg

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Vielleicht sollte man sich klar machen, dass bei so einem Modell und den Elementen ein Moment nur ein künstlicher Wert ist. Tetraeder-Elemente haben keine rotatorischen DOF, insofern können die Knoten nur Kräfte und Verschiebungen ausgeben.

Ich nehme an, dass CATIA mit dem Sensor die Kräfte abgreift und danach künstlich noch im Mittelpunkt der Einspannung das Moment berechnet, dass diese Kräfte generieren.

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Reaktionssensor3.JPG

warum gibt es an den Einspannstellen (bzw kurz davor) keine Spannungen (Biegespannungen)?

Gruß
Bernd

An den Einspannstellen war die Spannungsverteilung tatsächlich reichlich ungleichmäßig, also doch geometriebedingte Biegemomente. Um den Effekt rauszufiltern habe ich das Modell in den Randbereichen aufgedickt. Die Spannungsverteilung ist jetzt gleichmäßig aber das Ergebnis exakt identisch.

Zitat:

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Ich nehme an, dass CATIA mit dem Sensor die Kräfte abgreift und danach künstlich noch im Mittelpunkt der Einspannung das Moment berechnet, dass diese Kräfte generieren.

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Sehe ich auch so, in diesem Fall ist das gemessene Moment allerdings praktisch unabhängig von der örtlichen Spannungsverteilung. Man versteht es nicht -

[Diese Nachricht wurde von Josch65 am 23. Mrz. 2017 editiert.]

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Servus

Auf dem Bild sieht es fast so aus, dass die Momenteneinleitungsfläche nach vorne kippt.
Ist das Teil wirklich symmetrische?
Was passiert wenn du nur eine Fixierung verwendest (beide Flächen selektieren)?
Schon mal probiert das Moment auf ein virtuelles Teil einzuleiten?

Gruß
Bernd

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Warum einfach, wenn es auch kompliziert geht.

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Reaktionssensor4.JPG Reaktionssensor5.JPG

Um das Thema für mich abzuschließen, hier noch ein Versuch.
Der obere Einschnitt in dem Blech erzeugt extreme Biegespannungen, die untere Einspannung ist fast biegespannungsfrei.
Die gemessenen Momente weichen nur um 10% (!) von der momentfreien Variante ab -55Nm/ -45Nm. Unterm Strich wieder die eingebrachten 100Nm.
Das ist so für einen Festigkeitsnachweis nicht zu gebrauchen, na super.

Gruß in die Runde
Jörg

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Hallo Bernd,

Zitat:

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Auf dem Bild sieht es fast so aus, dass die Momenteneinleitungsfläche nach vorne kippt.
Ist das Teil wirklich symmetrische?

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Ja, ist symmetrisch. Die Fläche kippt wegen der Skalierung nach vorne, ist okay.

Zitat:

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Was passiert wenn du nur eine Fixierung verwendest (beide Flächen selektieren)?

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Dann bekomme ich 100Nm, die inneren Spannungen werden komplett ignoriert.

Zitat:

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Schon mal probiert das Moment auf ein virtuelles Teil einzuleiten?

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Ja, macht keinen Unterschied -

Ich bin hier mit meinem Latein am Ende - vielen Dank für deine Mühe.

Gruß
Jörg

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FEM_Test_Moment.zip

Servus

Ich kann mit die Reaktionskräfte nicht erklären.
Rechne mal mein Modell nach.
Stimmt es da? Nicht das dies bei dir ein Bug ist.

Gruß
Bernd

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Du hast das Moment um 3 (Z) eingeleitet, in meinem Modell dreht es sich um 2 (Y).

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Servus Jörg

Ach so.
Dann setze mal ein Achsensystem in den Flächenschwerpunkt der Fixierung und werte dazu die Reaktionskräfte/Moment aus.
Dann werden die Moment zu 0 und nur die Kraft bleibt bestehen. Was ist nun korrekt?

Gruß
Bernd

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Super, da tut sich was! Ganz verstanden hab ich das noch nicht, morgen mehr -

Schönen Feierabend
Jörg

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Hallo Bernd,

das Problem ist geklärt. Wenn die Sensoren auf den Anschlußflächen der abgefragten Randbedingungen liegen sind alle Werte plausibel.
Vielen Dank nochmal!

Gruß
Jörg

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