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Fix.PNG Speed.PNG

Hallo,

ich habe ein kleines Problem und zwar möchte ich die Rotationsbelastung an einer Scheibe mithilfe des FEM-Tools in Inventor berechnen lassen.

Ich möchte die Scheibe um die Y-Achse mit einer Drehzahl von ca. 6000 1/min rotieren lassen.

Leider funktioniert dies bei mir nicht so wie erwartet, deshalb wollte ich euch fragen ob meine Last und meine Abhängigkeit richtig gewählt worden ist.

Ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen. Vielen Dank schon mal

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Bist Du sicher, dass Du im FEM bist, und nicht in der Dynamischen Simulation?

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mfg - Leo

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Simulation.PNG

naja FEM heißt doch unter Inventor 2012 Belastungsanalyse oder nicht?
Bekomme folgende Spannungen finde aber das diese etwas zu gering sind für eine Masse von 1t und einer Umdrehung von ca 6000 1/min

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Was funktioniert denn jetzt nicht??
Aufgrund der Fixierung würde ich jetzt sagen, dass da keine Freiheitsgrade mehr übrig bleiben. Ergo die Scheibe kann sich auch nicht drehen.
Das kann ich von hier jetzt nur grob abschätzen vom ersten raufschauen.
Probier mal, ob mit dem Freigeben des Rotationsfreiheitsgrades etwas sinnvolles rauskommt.

Gruß Falk

[Diese Nachricht wurde von loop29 am 16. Apr. 2012 editiert.]

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@Loop es klappt ja nur wie bereits geschrieben kann ich mir nicht vorstellen das eine so geringe Spannung in der Scheibe herrscht...
Wenn ich einen Freiheitsgrad weg nehme dann kommt von Inventor die Fehlermeldung das nicht genügend Abhängigkeiten vorhanden sind die frage wäre dann welche Abhängigkeiten ich für eine Rotationsanalyse benötige.

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Zitat:

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Original erstellt von Dobherrmann:
naja FEM heißt doch unter Inventor 2012 Belastungsanalyse oder nicht? ...

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Sorry - mangels Sysinfo wusste ich nicht um welche Version es sich handelt.
Da scheint sich ja viel geändert zu haben, im 2010er gibts nur "Statische Analyse" (und Modalanalyse).

Grundsätzlich:
FEM erzeugt ganz schnell ganz schöne bunte Bildchen, lobenswert dass Dir das Ergebnis zumindest komisch vorkommt. Das wäre der ideale Ansatzpunkt, die Spannung in so einer rotierenden Scheibe mal manuell nachzurechnen, und die Ergebnisse zu vergleichen.

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mfg - Leo

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Hallo Dobherrmann,
schau dir mal deinen Drehzahlwert genauer an.

Bei mir sind 6000 U/min noch immer 36000 grd/s

eventuell kommt bei diesem Wert auch die Spannung deiner Erwartung etwas näher.

Beste Grüße

Matthias

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Nihil Ex Nihilo

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^^
Bingo, 36000 grad/s ist der richtige Wert für 6000 U/min.
Zweitens ist es etwas schwer nachzuvollziehen , was bei der Pin-Abhängigkeit unter tangential, radial zu verstehen ist.
Ich hab jetzt mal die radiale Fixierung rausgenommen und dann hat er auch was ausgerechnet.

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Danke was haben mir da nur meine Leute berechnet^^ aber werde das auch nochmal per hand nachrechnen damit man sieht ob die FEM Rechnung richtige Werte ausgibt.

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Und bitte hierauch melden

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"Das Motto des Tages"
Wir hatten nie 'ne Schulung in Inventor
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Wir haben trotzdem Spaß!
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wie meinst du das bitte hier auch melden?

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Hallo Dobherrmann,
Frank meint damit das er, wie auch wir, im Bezug auf das Ergebnis auf dem Laufenden bleiben möchte. Wenn du durch unsere Mithilfe auf die richtige Lösung kommst dann ist es nur fair dieses Wissen mit uns zu teilen. So weiß dann jeder beim nächsten mal worauf zu achten ist.

Beste Grüße

Matthias

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Nihil Ex Nihilo

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Ok alles klar werde aber wohl auf IV 2012 und IV 2013 testen hab beide Versionen auf meinem Pc und Laptop
Muss nur mal sehen wie ich die Spannungen berechnen kann bei rotierenden Massen, haben so etwas bisher nie gemacht

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Hallo Dobherrmann,
im Dubbel Ausgabe 23, Kapitel C40 findest du die notwendigen Formeln.

Oder aber in der 22 Ausgabe hier http://www.springerlink.com/content/h832k18053352v7r/

Beste Grüße

Matthias

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Nihil Ex Nihilo

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ok vielen dank dubbel bekommen wir ja als studenten gratis 

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Zitat:

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Original erstellt von Dobherrmann:
... die frage wäre dann welche Abhängigkeiten ich für eine Rotationsanalyse benötige. ...

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Man braucht hier keine Pin-Abhängigkeit, da ja ohnehin alle Freiheitsgrade gesperrt werden müssen, was auch richtig ist. Man kann also genauso ein Festlager (Abhängigkeit Fest) verwenden, das in allen Achsrichtungen gesperrt ist.

 

Zitat:

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Original erstellt von loop29:
... dass da keine Freiheitsgrade mehr übrig bleiben. Ergo die Scheibe kann sich auch nicht drehen. ...

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Die Scheibe darf sich auch gar nicht drehen können. In einer statischen Analyse muss die Lagerung immer vollständig sein oder die Festkörperbewegung durch ein Kräftegleichgewicht verhindert werden. Die FEM muss ja die Scheibe nicht drehen, sondern sie ermittelt nur die durch die Drehung entstehenden Fliehkräfte und verwendet diese als Last.

 

Zitat:

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Original erstellt von pepper4two:
... Bei mir sind 6000 U/min noch immer 36000 grd/s ...

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Das ist wohl wahr. Aber statt 36000 grd/s könnte man auch gleich 6000 rpm eingeben.

 

Zitat:

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Original erstellt von Leo Laimer:
... Da scheint sich ja viel geändert zu haben, im 2010er gibts nur "Statische Analyse" (und Modalanalyse). ...

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Da hat sich nichts geändert. Die Körperlast durch Rotation ist eine statische Analyse und in dieser Form seit der ersten FEM-Implementation in IV9pro vorhanden.

 

Zitat:

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Original erstellt von loop29:
... etwas schwer nachzuvollziehen , was bei der Pin-Abhängigkeit unter tangential, radial zu verstehen ist. ...

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Tangential ist die Rotation, radial die Änderung des Radius (Durchmessers) und axial die Verschiebung auf der Rotationsachse. Ist ja doch nicht so schwer ... oder?

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Michael Puschner
Autodesk Inventor Certified Expert
Mensch und Maschine Scholle GmbH

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Hmm...
Also mich würde mal der Einsatz einer solchen Scheibe interessieren.
Daten 6000 U/min, macht 100 Umdrehungen pro Sekunde.
Masse der Scheibe: 1 t, sprich 1000 kg. Mal schnell ne Scheibe aus Stahl modelliert, und ich komm auf ne Scheibe mit ca 1,3 Meter Durchmesser bei 100 mm Dicke.
Das macht dann eine Umfangsgeschwindikeit von guten 400 Metern pro Sekunde....... ?! Also mein lieber Scholli.....
So wie das Ding aussieht, könnte es ja ein Laufrad eines Zuges sein - mit mächtig viel Bumms... ;-)

Grüße,
thorfynn aka Michael

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Gib gut und reichlich

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Oder ein Energiespeicher... Hätte dann bei voller Geschwindigkeit eine Rotationsenergie von 41MJ. Ein solches Rad an einem Zug würde den ersten Überschallzug der Welt bedeuten... :-)

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Ever tried. Ever failed. No matter. Try again. Fail again. Fail better (S.Beckett)

[Diese Nachricht wurde von Eggi17 am 17. Apr. 2012 editiert.]

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Hi, leider dauert es bei mir noch etwas bis wir die Spannung berechnet haben da die Gleichungen aus dem Dubbel sich etwas schwerer gestalten als erwartet;( und sich die Wahl des Werkstoffs mittlerweile von Stahl zu CFK geändert hat. Aber werde euch auf dem laufenden halten

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---Hochschieb---
Ich habe gerade im IV2011 das gleiche Problem und möchte es nochmal mit meinen Worten beschreiben:
Wenn ein Körper rotiert (Schwungrad), wirkt auf jedes Volumenelement des Körpers eine Zentrifugalkraft. Diese ist in ihrer Größe abhängig von dem Radius zur Drehachse.
Wird so ein Schwungrad (oder bei mir ein Rotor) nun mal im FEM berechnet (und natürlich mit den einschlägigen Formeln gegenrechnet ;-) ) nimmt man natürlich den statischen Lastfall an, der ja für sekundenbruchteile existiert.

Nun kann ich zwar im Inventor 2011 FEM (mit dem rechne ich) ein Schwerefeld angeben, aber leider kein rotationssymmetrisches Schwerefeld um die Zentrifugalkräfte mit zu berücksichtigen.

Kann mir jemand sagen, ob das im IV2013 FEM geht?
Eine zeitabhängige Last (schwellend, wechselnd) soll da ja möglich sein.

Danke!

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Gruß
Michael

--->> Wissen ist Macht. Nichts wissen macht auch nichts. <<---

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120620-KoerperlastFliehkraft.jpg

Zitat:

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Original erstellt von M. Hanke:
... um die Zentrifugalkräfte mit zu berücksichtigen.
Kann mir jemand sagen, ob das im IV2013 FEM geht?
Eine zeitabhängige Last (schwellend, wechselnd) soll da ja möglich sein. ...

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Die Zentrifugalkraft kann man mit der Funktion "Körperlasten" (Belastungen des Körpers, Bauteilbelastungen, Eigenlast) unter "Winkelgeschwindigkeit" berücksichtigen. Das geht nicht nur in IV2013, das ging schon in IV9. Der Befehl dazu befindet sich etwas versteckt in der erweiterten Menügruppe der Lasten (Belastungen).

Zeitabhängiges Verhalten gibt es in IV2013 genauso nicht, wie auch in allen vorherigen Versionen. Die IV-FEM beherrsch nach wie vor ausschließlich lineare Statik und Eigenfrequenzanalyse.

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Michael Puschner
Autodesk Inventor Certified Expert
Mensch und Maschine Scholle GmbH

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Zitat:

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Original erstellt von M. Hanke:
[B
Nun kann ich zwar im Inventor 2011 FEM (mit dem rechne ich) ein Schwerefeld angeben, aber leider kein rotationssymmetrisches Schwerefeld um die Zentrifugalkräfte mit zu berücksichtigen.

[/B]

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Körperlast, und damit auch die Zentrifugal-Belastung durch Rotation läßt sich meines Wissens schon in Inventor 2010 berücksichtigen.

Jürgen

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Schwungrad_2012_1.png Schwungrad_2012_2.png

Habe mal eine Scheibe modelliert und so gelagert und belastet wie Michal das oben beschrieb.
Wichtig ist, dass die Näherungslösung konvergiert (siehe Bild)! Vorsicht mit scharfen Ecken usw.
Die max. Von-Mises-Spannung ergibt sich bei mir mit ca. 985 MPa - also das Ding wird es bei 6000 revolutions per minute zerreißen.

Peter

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Danke für die Hilfe!
Habs gefunden.
 

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Gruß
Michael

--->> Wissen ist Macht. Nichts wissen macht auch nichts. <<---

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Zitat:

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Original erstellt von Peter Scholz:

Die max. Von-Mises-Spannung ergibt sich bei mir mit ca. 985 MPa - also das Ding wird es bei 6000 revolutions per minute zerreißen.

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Um zu dieser Erkenntnis zu kommen hätte man gar nicht rechnen müssen  

Aber wichtig ist in diesem Fall ja der Lösungsweg....

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Der vernünftige Mensch paßt sich der Welt an;
der unvernünftige besteht auf dem Versuch, die Welt sich anzupassen.

Deshalb hängt aller Fortschritt vom unvernünftigen Menschen ab.
(George Bernard Shaw)

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