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Inventor.JPG

Hallo ihr am anderen Ende der Leitung,

Ich hab ein Problem. Ich habe für meinen Fahrradverein mithilfe von Inventor 2014 eine "nennen wir es mal Sprungschanze" geplant. Ich habe mir schon viele Tutorials durchgelesen, allerdings macht das mit der Belastungsanalye jeder etwas anders. Ich möchte allerding möglichst genaue Ergebnisse erzielen und deswegen stell ich meine Frage auch hier im Forum bevor ich etwas falsch mache. Und zwar möchte ich wissen was passiert wenn auf dem Gerüst ein Fahrrad+Fahrer steht. Sagen wir mal so 100Kg Gewicht. Das Gerüst an sich besteht aus Holz (Fichte) und oben drauf sind Gerüstbauplatten aus Pressspan.

1. Frage: Wie würdet ihr hier im Allgemeinen vorgehen? (Voreinstellungen/Kräfte/Abhängigkeiten etc.)
2. Frage: Wenn man eine Kraft/Druck einzeichnet (angenommen auf so einer Platte) wirkt dieser dann nur mittig wo der Pfeil ist oder über
die gesammte Fläche der Platte?
3. Frage: Liegen die Kräfte nicht eig nur an den 2 Berührungspunkten von den beiden Rädern an?
4. Frage: Angenommen ich möchte wissen was passiert wenn dort eine Person drauf steht, modelliere ich dann eine Art Fußabdruck und nutz diese dann als Fläche für die Kräfte?
5. Frage: Wie funktioniert das mit dem Sicherheitsfaktor den ich als Ergebniss bekomme?

Entschuldigt bitte die vielen Fragen, aber so genau konnte mir das noch keiner erklären, selbst Arbeitskollgen von mir (die eig schon FEA/FEM Analysen gemacht haben) konnten mir keine richtige Antwort geben. Bin da noch kompletter Anfänger.
Danke Im Vorraus 

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Hallo,

Ziemlich stark vereinfachend könntest Du zwei Flächenbereiche raustrennen und da die Last (Gewicht Fahrer + Fahrrad) angreifen lassen.
Aber:
Das ist wahrscheinlich nur der allergeringste Anteil der tatsächlich auftretenden Belastungen, denn das Gewicht ist zunächst nur statisch, sehr viel höher und interessanten werden aber die dynamischen Lasten sein.
Diese dynamischen Lasten anzusetzen ist allerdings dann doch eine hohe Kunst (die ich persönlich nicht beherrsche, leider).
Nur ein klitzekleiner Hinweis zur Ausführung:
Du hast hoffentlich nicht "Pressspan" sondern (wasserfeste) OSB-Platten genommen?
Und, hoffentlich keine herkömmlichen Spax, sondern Nägel oder Zimmermanns-Schrauben?

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mfg - Leo

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Also da es Gerüstbauplatten sind geh ich mal davon aus das die wasserfest sind. Manche haben wir schon paar Jahre und die sehen aus wie neu. Ansonste wird das Ganze mit mit Aussensechskantschrauben gehalten die unter anderen auch mal 240mm lang sind und glaube 12mm stark im Durchmesser. Also da mach ich mir eig keine Sorgen. Interessant wäre halt wie man das jetzt alles so macht mit der Analyse. Ich habe bis jetzt als Feste Abhängkeit  die Fußfläche unten festgelegt, eine Last von 1000N auf die mittlere Platte oben, bei Kontakte habe ich alle als "Verbunden" drin stehen. Und das mit dem Sicherheitsfaktor versteh ich auch noch nicht ganz, kann der mir sagen ab wann Holz bricht? Und wenn ich das mach mit 2 Teilflächen, dann nehm ich ja sicher jeweils 500N pro Fläche oder?

[Diese Nachricht wurde von Marcel Schuster am 12. Aug. 2013 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von Marcel Schuster am 12. Aug. 2013 editiert.]

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Deine Erklärung zur praktischen Ausführung sei OK.
Zur FEM-Analyse muss ich Dich aber warnen.
Wenn man da nicht genau weiß was man tut hat man bunte Bilder die im besseren Fall wertlos, im schlechteren gefährlich sind.

Lass mal den Sicherheitsfaktor weg, das ist eher ein Bequemlichkeitsfaktor. Besser ist es, die Werte für Spannung und Verformung selber zu interpretieren.
Die Festigkeit von Holz kannst Du normalerweise er-googeln, oder in Fachbüchern nachschlagen, falls vorhanden. Ein bisserl was dazu ist genormt.

Feste Abhängigkeit an den Fußflächen unten wäre nur richtig, wenn die Pfosten tief in ein Fundament eingebettet sind. Sind sie das?

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mfg - Leo

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Zitat:

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Original erstellt von Marcel Schuster:
Also da es Gerüstbauplatten sind geh ich mal davon aus das die wasserfest sind. Manche haben wir schon paar Jahre und die sehen aus wie neu. Ansonste wird das Ganze mit mit Aussensechskantschrauben gehalten die unter anderen auch mal 240mm lang sind und glaube 12mm stark im Durchmesser. Also da mach ich mir eig keine Sorgen. Interessant wäre halt wie man das jetzt alles so macht mit der Analyse. Ich habe bis jetzt als Feste Abhängkeit  die Fußfläche unten festgelegt, eine Last von 1000N auf die mittlere Platte oben, bei Kontakte habe ich alle als "Verbunden" drin stehen. Und das mit dem Sicherheitsfaktor versteh ich auch noch nicht ganz, kann der mir sagen ab wann Holz bricht? Und wenn ich das mach mit 2 Teilflächen, dann nehm ich ja sicher jeweils 500N pro Fläche oder?

[Diese Nachricht wurde von Marcel Schuster am 12. Aug. 2013 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von Marcel Schuster am 12. Aug. 2013 editiert.]

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Welchen Sicherheitsfaktor meinst du denn? habe auf meinen Arbeits-PC kein FEM mit drauf und kann schlecht nachschauen.

Allerdings rechnet man beim konstruieren ja immer mit Sicherheiten. Meist 3- bis 5-fache. Du rechnest ja auch nicht aus wie die Geometrie sein muss wenn du max 500 N drauf haben darfst, sondern mit der Sicherheit von auf 1500 N.

Wenn 500 N die verlangte Belastung ist sollte das Teil bei 501 N ja nicht brechen 

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... nur wer es wagt die Grenzen zu überschreiten wird sehen wie weit er gehen kann ...

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Ok, dann lass ich den Seicherheitsfaktor mal weg. Ich will auch gar nicht unbedingt erfahren ob das hält oder nicht, denn dasses hält hat der Praxistest schon gezeigt. Mir ist wichtig das ich einen Vergleichswert habe und wenn ich wieder was plane das ich dort schon berücksichtigen kann wie es aussehen muss. Sozusagen mehrere Gerüstvarianten probieren und gucken was davon am besten hält. Ansonsten steht das ganze auf einer Art Gehwegplatten. Und ich bin davon Ausgegangen das ich dort die Abhängikeit anbringen muss, da ja dort eig alles drauf drückt. Der Sicherheitsfaktor wird übrigends von Inventor ausgegeben und ich habe in paar youtube-videos gesehen das da manche leute wert drauf legen und ihre Modelle anpassen damit dieser stimmt. K.A. ob der jetzt hoch oder niedrig sein sollte.

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hier ein Beispiel was ich mit Sicherheitsfaktor meine

http://www.youtube.com/watch?v=xk1t1OS0R7s

(bei 3:37)

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Es ist nur ein Detail/Fehler:
Wenn das Gerüst einfach platt am Boden steht, ist dort nur vertikale Lastabtragung möglich, plus durch die Reibung vermittelte horizontale, aber keine Momente.
Das macht für die Statik einen enormen Unterschied.
Aber, der weit dramatischere Fehler entsteht durch ledigliches Berücksichtigen der statischen Last eines ruhenden (wenn auch "überschweren") Radfahrers.
Ist das eine Schanze? Die soll nur dazu dienen, dass ein Radfahrer da oben ruht? <G>

Sicherheitsfaktor und Spannung stehen in einem direkten (umgekehrten) Zusammenhang.
Ich finde es aber wesentlich "technischer" und selbsterklärender, wenn ich die Spannungen betrachte.
Die zulässigen Spannungen im Material muss man dann noch separat festlegen.
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mfg - Leo

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Wo würdest du die Abhängigkeiten setzen? Der Fahrer soll natürlich nicht nur stehen sondern fahren. Auch wird vorn auf das Gerüst draufgesprungen. Das Projekt ist auch nur ein Beispiel. Ich bin mir sicher das ich das selber nicht soweit Berechnen kann dass ich sehe was passiert wenn dort jetzt noch jemand drauf springt/drüber fährt. Ich bin ja kein Statiker. Ich würde wie schon geschrieben wurde nur paar bunte Bilder bekommen wo ich keine Garantien habe das es sich auch wirklich so verhält wie in der Grafik. Habe nichteinmal ne Ahnung ob man das in Inventor überhaupt hinbekommt. Als nächstes Projekt steht aber nun ein Art Hütte mit begehbaren Dach auf dem Plan und da reicht das ja aus wenn man schon so bissel weis wie das Grundgerüst am besten Aussehen muss und wie die Kräfte am besten verteilt werden.

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Zitat:

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Original erstellt von Marcel Schuster:
...Hütte mit begehbaren Dach auf dem Plan und da reicht das ja aus wenn man schon so bissel weis wie das Grundgerüst am besten Aussehen muss und wie die Kräfte am besten verteilt werden.

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Vorsicht, Vorsicht!

Auf dem Bild kann man nicht sehen, wie die Verbindungen sind, aber vermutlich hast Du das in einem  Stück modelliert. In dem Fall wird das von einem FEM-Programmm so interpretiert, als wäre es auch in Wirklichkeit ein einziges Stück Material, so wie aus dem Vollen gefräst. In Wirklichkeit verhalten sich die meisten normalen Holzverbindungen aber eher wie schwergängige Gelenke. Du weißt selber, wie groß der Unterschied zwischen einem an einem Punkt an einen Pfosten angeschraubten Balken und einem innig mit einem Baum verwachsenen Ast ist.

Ich würde Dir empfehlen, Dich lieber an Deine eigenen handfesten Erfahrungen und Deinen gesunden Verstand zu halten. Beide sind ja offenbar so weit ausgeprägt und zuverlässig, dass eine einigermaßen brauchbare Konstruktion entstanden ist und Du jetzt vor weiteren Schritten auch rechtzeitig hier fragst. Die korrekte Modellbildung und Parametrierung für eine FEM-Analyse erfordert dagegen viel Wissen, das Dir noch fehlt.

Noch problematischer ist hier außerdem die Anisotropie von Holz, also seine Eigenschaft, in Faserrichtung viel fester zu sein als quer dazu. Denn ganz abgesehen davon, dass Du die Faserrichtung vermutlich nicht mit modelliert hast, kann die Inventor-FEM die Faserrichtung auch gar nicht berücksichtigen! Das darin intergrierte Modul ist nämlich nur eine abgespeckte Version, die nur isotrope Werkstoffmodelle kennt. Sie ist gedacht für eher einfache Untersuchungen von meist nur Einzelteilen von Maschinen, die meist aus Metall bestehen, das mit hinreichender Genauigkeit in jede Richtung gleich fest ist, und das trifft bei Deinem Bauwerk nun mal alles nicht zu.

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Roland  
www.Das-Entwicklungsbuero.de

It's not the hammer - it's the way you hit!

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gelöscht, Roland war schneller.

Kurzfassung: Inventor-FEM und Holz - kannst Du vergessen. Nimm den gesunden Menschenverstand, kombiniert mit Erfahrungswerten.

Jürgen

[Diese Nachricht wurde von jupa am 12. Aug. 2013 editiert.]

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Ok, habe verstanden. Dann halt keine Belastungsanalyse, aber ein was würde ich zuletzt trotzdem noch gern wissen und zwar die Antwort auf Frage 2. Wirken die Kräfte die man erstellt auf die ganze Fläche oder nur dort wo der Pfeil ist? Eig überflüssig, bin mir ganz sicher dass die auf die Fläche wirkt, aber ich will trotzdem auf Nummer sicher gehen^^

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werden auf die Flache verteilt. Wenn du die Kraft auf einen Streifen haben willst, musst Du einen duennen Streifen drauf modellieren, bloss 0.001mm hoch, dann kannst du auf diesen die Kraft setzen.
Mit springen, dann waeren es ein paar g "statisch", also halt 2-3 mal die 100kg.
Holz, hm, ist nicht konsistent wie zB. idealer Stahl (hat auch "Fasern"). also FEM mit Holz, macht wohl niemand. Was es hier gibt, ist MGP, machine gradet pine, halt biegt sich so viel bei so viel Belastung. Dann halt Tabellen fuer Rahmen-Statik.
Dann, gibt es behandeltes Holz fuer draussen, so gruenlich mit Arsen Kupfer Chrom? Dann Farbe oder besser Teer-Ersatz. Sonst gammelt es recht schnell, sieht fers aus, ist aber nicht. Besser ein Sytahl-Rahmen und dann das Peri-Zeugs.

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alle Räder stehen still, wenn Kinematiks starker Arm das will

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Anstatt etwas drauf zu modellieren oder weg zu extrudieren kannst Du besser die Trennen Funktion benutzen.
Du skizzierst einen Bereich, auf den die Kraft wirken soll und trennst die Teil-Fläche von der Gesamtfläche.

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mit freundlichem Gruß
aus Mönchengladbach
Lothar Boekels

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Wir unterstützen die Arbeit der
Rettungshundestaffel des DRK in Viersen

[Diese Nachricht wurde von Lothar Boekels am 13. Aug. 2013 editiert.]

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