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Gut zu wissen: Inventor besser verstehen - Fläche löschen
Autor Thema:   Träger auf 2 Stützen : Durchbiegung (1981 mal gelesen)
rs007
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Dok1.pdf

 
Hallo,

ich habe hier ein Problem ... ich arbeite mit Inventor 2011 und simuliere gerade einen
Träger (U80) auf 2 Stützen (1. Seite "verbunden"; 2. Seite "Gleitend;nicht getrennt") mit einer
Last von 479 kg (4790 N) mittig zu belasten.
Der Abstand zwischen den Auflagern ist 1000mm.

Rechne ich das ganze zu Fuss für einen U80 aus, bekomme ich folgendes :

Nach Sigma = M / W und M = F*l/4 ergibt sich:
M = 4790 N * 1000mm / 4 = 1197500 Nmm und
Sigma = 1197500 Nmm / 26500 cm^3 = 45,18 N/mm^2

Schau ich aber in meine FEM sieht das ganze etwas anders aus ....

Warum bekomme ich nur knapp 1/3 der Spannung raus ?
Was mache ich da falsch ? Was stimmt hier nicht ?

Kann mir jemand helfen ?

Danke

R.Schmidt

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Leo Laimer
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erstellt am: 07. Nov. 2016 13:37    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für rs007 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo,

Vermutlich wirft Dir da die Auflagerung der 2. Seite was durcheinander, denn die wird wahrscheinlich auch ein Moment übertragen, das wiederum der gesamten Anordnung ziemlich "hilft".

Ich stelle meist, um solche Unklarheiten von vornherein zu vermeiden, beide (oder zumindest die Loslager-Seite) auf eine hohe elastische Stütze, die nur sehr wenig Moment übertragen würde.

------------------
mfg - Leo

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Roland Schröder
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erstellt am: 07. Nov. 2016 14:15    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für rs007 10 Unities + Antwort hilfreich

Moin!
Die in der Grafik angezeigte hohe Vergleichsspannung direkt über dem rechten Auflager ist ja auch schon sehr verdächtig!
"Verbunden" ist da falsch, das überträgt ein Moment. Rechne mal Deinen analytischen Weg zum Vergleich mit fester Einspannung dort.

Für ein kippbewegliches Auflager könntest Du auch statt der "Rolle" eine parallel dazu orientierte Bohrung in den Träger machen und die mit einer rotierenden Pin-Abhängigkeit festlegen.

[Nachtrag:
Du musst auch wissen, dass in der Eingabe-Definition von Inventor die aufgebrachte Kraft, wenn Du die einfach nur auf die obere Fläche setzt, als ein auf die gesamte Fläche verteilter Druck aufgefasst wird. Eine auf einen Punkt bzw. eine Linie in der MItte konzentrierte Last, wie sie in der Balkentheorie angenommen wird, kann die FEA auch gar nicht handhaben, da dies zu einem unendlich hohen Druck führt. Stattdessen muss man für konzentrierte Lasten ein kleines Flächenstück am Kraftangriffspunkt definieren, z. B. (wie man es auch in der Realität oft antrifft) eine kleine aufgesetzte Platte.]

------------------
Roland  
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rs007
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erstellt am: 07. Nov. 2016 14:34    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Danke Ihr Beiden ^^

@Roland : das rechte Auflager ist das NICHT-verbundene Auflager ...
das linke Auflager ist das verbundene - ich habs eben noch mal nachgesehen.

Das wundert mich schon, das ich am rechten Auflager diese hohe Spannung bekomme.

Aber du hast Recht : bei beidseitig eingespannt habe ich ca. 11 N/mm^2 .... das ist agr nicht so weit weg von den 15 N/mm^2 im Bild ... verdammt ! Damit habe ich nicht gerechnet ... "etwas" Einfluss ja - aber nicht soviel !

Die Last habe ich an die Koordinate gesetzt (mittels externes Kraftmoment) oder ist das falsch ?
Das meintest du doch mit der aufgesetzten Platte, oder ?

Kann es sein, das es an der "festgelegten Abhängigkeit" liegt ?
Bei BEIDEN Rollen habe ich die "festgelegte Abhängigkeit" auf die Mantelfläche gelegt
(auf der das U-Profil aufliegt). Weil : die Rollen sollen sich ja nicht bewegen ...

Ich probier das jetzt noch mit dem Loch im U-Profil mal aus ...

[Diese Nachricht wurde von rs007 am 07. Nov. 2016 editiert.]

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Leo Laimer
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Durch die Definition "Gleitend, nicht getrennt" für die 2. Seite wird das eine Gleitbewegung ermöglicht (macht Sinn, denn der Träger verkürzt sich ja aufgrund der elast. Durchbiegung - würde man die Verkürzung verhindern, wäre die Durchbiegung geringer), aber die Übertragung eines Momentes bleibt weiterhin möglich.
Die geometrische Gestaltung der Auflager als "Rollen" hat auf das Ergebnis so gut wie keinen Einfluss. Diese "Rollen" rollen ja nicht in der Simulation.

------------------
mfg - Leo

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Roland Schröder
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erstellt am: 07. Nov. 2016 15:19    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für rs007 10 Unities + Antwort hilfreich

"externes Kraftmoment" habe ich noch nie benutzt. Scheint mir aber auch auf die Fläche verteilt zu wirken.
Du kannst ja auch selber mal vergleichen, ob es einen Unterschied macht.

Und Du könntest auch mal die Daten posten.

Für solche Übungen würde ich allerdings auch kein U nehmen, denn das verdreht sich doch so, und daher ist es damit unnötig schwierig, die Theorie sauber anzuwenden.

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Roland  
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Dok2.pdf

 
@Leo : "Gleitend; nicht getrennt" sollte genau das bewirken : keine Verkürzung deTrägers.
Allerdings habe ich nicht erwartet das die (starre) Rolle einen so großen Einfluss hat - es handelt sich ja immerhin um eine Spannweite von 1 m (von Mitte Rolle zu Mitte Rolle).
Nein, ist klar : die linke Rolle ist starr verbunden mit dem Träger.


@ Roland : bei "externes Kraftmoment" kann ich eine Kraft definiert - und X, Y und Z-Koordinate des Kraftangriffs definieren. (was ein Moment ergibt...). Ob es auf die Fläche auswirkt ... k.A.

Ich habe jetzt mal mein Modell geändert und NUR den Träger in der Simu.
Gerade beim Träger kann man die Verformung sehr schön sehen - deshalb wollte ich es auch da probieren (außerdem ist es gerade eben sehr auf meine Aufgabe bezogen ^^)

Anbei mein Modell mit L=1000mm .... und siehe da : die Spannung stimmt !! Mit 33,87 N/mm^2 (3.Hauptspannung) komme ich dem händisch ermittelten Wert schon ziemlich nahe.

Was jetzt nur nicht stimmt ist die Durchbiegung. Händisch errechnet müßte diese bei 0,448mm liegen.
Es wird aber nur die Hälfte angezeigt (0,223mm).

v = F * l^3 / (48 * I * E)

mit F =4.79kN; I=106cm^4; E=21000kN/cm^3; l=100

komme ich zu : v = 0,0448cm = 0,448mm (rechnerisch...)

Meintest du das mit Daten ?

[Diese Nachricht wurde von rs007 am 07. Nov. 2016 editiert.]

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Leo Laimer
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Zitat:
Original erstellt von rs007:
...
Meintest du das mit Daten ?

Bin mir sicher, Roland hatte die Originaldaten von IV gemeint.
Unter Angabe des Releases.

------------------
mfg - Leo

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Roland Schröder
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Zitat:
Original erstellt von rs007:
Meintest du das mit Daten ?
Nein, ich meine das Modell, um darin genau sehen zu können, welche Körper Du wie angeordnet und welche Bedingungen dazwischen Du wie gesetzt hast.

------------------
Roland  
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rs007
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U80-STM1000-1000kg2.iam

 
aahh ... ok.
Ich lade das Modell mal hoch ...

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Leo Laimer
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Ach Mann.
Was kann man schon anfangen mit einer leeren BG-Datei ausser Fehlermeldungen wegklicken?

Ehrlich, Dein Ungeschick im Umgang mit IV wird offensichtlich, das ist weiters keine Schande, brauchst halt eine Schulung und etwas Übung dazu.
Aber lass bitte zunächst noch die Finger von so hochwertigen Werkzeugen wie FEM!

------------------
mfg - Leo

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@Leo : nu schimpf mal nicht gleich so ... ich kann die BG laden ... bei dir nicht ?
ich habe die iam-Datei hochgeladen. War das falsch ?

Ich weiß nicht, was du noch brauchst ...

R.Schmidt

Moment ... ich habs gemerkt - da hab ich was falsch gemacht ... Moment

[Diese Nachricht wurde von rs007 am 07. Nov. 2016 editiert.]

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DIN1026-U80-1400.ipt


EN10060-50-200.ipt


U80-STM1000-1000kg2.iam

 
so ... jetzt aber
Danke für deine Geduld ...

Ralf Schmidt

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Roland Schröder
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Zitat:
Original erstellt von rs007:
Ich weiß nicht, was du noch brauchst ...
Alle darin benutzen Komponenten-Dateien.

Die iam enthält nur eine Liste der benötigten Dateien. Dein Rechner findet die, aber auf unseren Rechnern gibt es diese Dateien nicht. Um diese Dateien für einen Export alle zusammenzusammeln, nimmt man z. B. PackAndGo.

Wenn Dir noch nicht mal diese grundlegenden Dinge bekannt sind, kommen auch mir Zweifel an der Sinnhaftigkeit des Unterfangens, Dir die Handhabung der FEA aus der Ferne beibringen zu wollen.

------------------
Roland  
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Leo Laimer
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erstellt am: 07. Nov. 2016 16:32    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für rs007 10 Unities + Antwort hilfreich

Eine BG-Datei ist eigentlich nur eine Liste der eingebauten Einzelteile samt Information wie die zusammengebaut sind.
Ohne alle Einzelteile dazu ergibt das auf einem fremden Rechner genau Null Sinn. Per Editor kann man der BG entnehmen, dass Du die Daten unter c:\Users\Schmidt\Documents\Inventor\... abgelegt hast. Generell der denkbar ungünstigste Ort, wahrscheinlich aufgrund fehlender Auseinandersetzung mit der Ablage von CAD-Daten entstanden.
Und genau dieser Mangel wird Dich beim Arbeiten mit IV noch dramatisch peinigen, nebenbei gesagt.

Es gibt für das korrekte Weitergeben von Daten im IV extra die Funktion Pack&Go, das sammelt alle zugehörige Daten.
Oder Du kennst den Inhalt der BG genau, dann kannst Du die zugehörigen Daten manuell kopieren.

Nochmals:
Beschäftige Dich zunächst ausführlicher mit den Basics, bevor Du zu so hochwertigen Werkzeugen wie FEM greifst.
Nicht dass Irgendjemand noch den schönen bunten Bildchen die dabei entstehen Glauben schenkt.
(das "schimpfen" ist ernst gemeint. Bist Du ein Professionist, kann es Dich Kopf und Kragen kosten, bist Du ein Studiosi kostets dich halt eine verpatzte Prüfung.
Bist Du ein rein neugieriger Hobbyanwender, macht es genauso viel Sinn zuerst die Basics zu verstehen).

------------------
mfg - Leo

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rs007
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... sorry ... aver Pack&go habe ich bisher nie benutzt. Und ins Forum habe ich sowas auch noch nicht gepostet.
Welche Dateien alle zusammenhängen ist mir nur teilweise bekannt ...

Hast du jetzt alles zusammen, oder bracust du die SIM-Daten auch ?

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Leo Laimer
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erstellt am: 07. Nov. 2016 16:35    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für rs007 10 Unities + Antwort hilfreich

Die Sim-Daten kreiert IV neu, kein Problem.

Später:
Die erste Ungewöhnlichkeit an Deinem Beispiel liegt darin, dass Du "Kontakte" anstelle der Auflager verwendet hast. Das ist IMHO so nicht gedacht vom Erfinder.

Noch später:
Es gibt im Menü der Simulation einen Punkt (weit rechts) namens "Anleitung". Daraufhin (nach Internet-bedingter Wartezeit) erscheint das Handbuch.
Da sind recht gute Anleitungen und Beispiele drin.
Ist IMHO besser Du arbeitest Dich da mal ein, und fragst gezielt wenn Du wo nicht weiter kommst.
Sonst wird das hier nichts, fürchte ich.
------------------
mfg - Leo

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jupa
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erstellt am: 07. Nov. 2016 16:45    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für rs007 10 Unities + Antwort hilfreich

Zitat:
Original erstellt von rs007:

Die Last habe ich an die Koordinate gesetzt (mittels externes Kraftmoment) oder ist das falsch ?
Das meintest du doch mit der aufgesetzten Platte, oder ?


Eine Last wird (wie oben schonmal gesagt) immer auf die gesamte Fläche verteilt, egal an welchem Punkt man sie angreifen läßt. Für einen (punktförmigen) Kraftangriffspunkt bietet sich an, auf der Fläche des Trägers mit "Fläche trennen" einen kleinen Bereich abzutrennen und die Kraft auf diese kleine Fläche angreifen zu lassen. Oder wie von Roland gesagt eine kleine Erhebung zu modellieren und die Strirnfläche dieser Erhebung für den Kraftangriff zu nutzen. Die Fläche sollte möglichst so gestaltet sein, wie die Krafteinleitung in der Praxis erfolgt. Aber nicht sehr sehr sehr klein, sonst handelt man sich an dieser Stelle neue Probleme (Singularität) ein.

Externes Kraftmoment ist IMHO falsch, da damit Kräfte gemeint sind, wie sie durch Fliehkraft o.ä. entstehen. gelöscht

Jürgen

------------------
Bildung kommt nicht vom Lesen, sondern vom Nachdenken über das Gelesene. (Carl Hilty)

[Diese Nachricht wurde von jupa am 07. Nov. 2016 editiert.]

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rs007
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erstellt am: 07. Nov. 2016 16:48    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

hhmmm ... wo gibt man den beim IV 2011 die Auflager an ?

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rs007
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erstellt am: 07. Nov. 2016 16:56    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

ok ... danke erstmal für eure Antworten ... das mit der "Anleitung" habe ich gefunden ...

bis dann

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Michael Puschner
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Ein Programm sollte nicht nur Hand und Fuß, sondern auch Herz und Hirn haben.
(Michael Anton)

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Zitat:
Original erstellt von rs007:
... bei "externes Kraftmoment" kann ich eine Kraft definiert - und X, Y und Z-Koordinate des Kraftangriffs definieren. (was ein Moment ergibt...). Ob es auf die Fläche auswirkt ... k.A. ...

Nein, so ist es nicht. Auch bei einem Externen Kraftmoment wirkt Kraft und Moment auf die gesamte Fläche. Man legt mit den Koordinaten also nicht den Punkt des Kraftangriffs fest. Die Koordinaten bestimmen nur den Drehmomentanteil über die Projektion des Punktes, den man in x,y,z definiert, auf die Fläche, welche man gewählt hat, oder deren Ortsfläche. Die Drehmomentachse geht dabei immer durch die Flächenmitte.

Zitat:
Original erstellt von jupa:
... Externes Kraftmoment ist IMHO falsch, da damit Kräfte gemeint sind, wie sie durch Fliehkraft o.ä. entstehen. ...

Da verwechselst du wohl das Externes Kraftmoment mit den Körperlasten. Das Externes Kraftmoment hat nichts mit den Körperlasten wie Fliehkraft, Gravitation oder andere Beschleunigungslasten zu tun.

Das Externes Kraftmoment dient dazu, die Kraft und das Drehmoment zu definieren, die durch andere, nicht im Modell dargestellte Komponenten auf eine Fläche wirken. Ein Beispiel wäre die Last eines Krans, die an einem Ausleger hängt, im Modell aber nur der Turm dargestellt und analysiert wird. Das Externes Kraftmoment wird dann über die Koordinaten dort definiert, wo sich die Last befindet, und wirkt auf die Fläche(n) des Turms, an dem der Ausleger befestigt wird. Der Ausleger wird dabei dann als unendlich steif angesehen.

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Zitat:
Original erstellt von Leo Laimer:
Durch die Definition "Gleitend, nicht getrennt" für die 2. Seite wird das eine Gleitbewegung ermöglicht ...

Dieses Gleiten kommt hier aber nicht zum Tragen, da die Lasteinleitung lotrecht zur Lagerung erfolgt. Die Netzknotenverschiebung erfolgt bei einer linearen Untersuchung immer nur in Lastrichtung. Der Träger gleitet also nicht, wie in der Realität, auf dem Lager zur Seite.

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Zu dem frühen Zeitpunkt im Thread hab ich noch nicht bemerkt dass es sich um Kontakte statt um Auflager gehandelt hat.

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Zitat:
Original erstellt von Michael Puschner:

Da verwechselst du wohl das Externes Kraftmoment mit den Körperlasten.


Ja. Ich wollte diese Bemerkung gerade löschen - Du warst schneller.


Jürgen

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161107-Traegerberechnung.jpg


161107-Gestellanalyse.jpg

 
Zitat:
Original erstellt von rs007:
... Warum bekomme ich nur knapp 1/3 der Spannung raus ? ...

Erstens ist dieses Ergebnis ein rein zufälliges, da es noch nicht auf seine Netzrelevanz untersucht wurde. Ein solche Untersuchung würde deutlich zeigen, dass das Ergebnis divergiert.

Zweitens werden hier Äpfel mit Birnen verglichen. Die händische Berechnung geht davon aus, dass sich Lagerungen und Lasten auf der Schwerlinie des Profils befinden und ermittelt nur die maximale Biegespannung längs der Trägerachse. Das ist fern der Realität und lässt sich auch über eine auf Volumenelementen basierende FEA so nicht abbilden.

Die vorgegebene händische Berechnung ist nur vergleichbar mit der Trägerberechnung des Konstruktionsassistenten oder der Gestellanalyse.


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Zitat:
Original erstellt von Michael Puschner:
Dieses Gleiten kommt hier aber nicht zum Tragen, da die Lasteinleitung lotrecht zur Lagerung erfolgt.
Das Gleiten vielleicht nicht, aber die Behinderung der Schrägstellung an den Auflagern. Und wenn das Gleiten nicht zum Tragen kommt, wieso hat es dann einen Einfluss, ob man es erlaubt oder nicht?

Ich habe jetzt schon viel zu viel an diesem Beispiel herumprobiert, aber so ganz blicke ich noch immer nicht, wie die verschiedenen Einstellungen in diesem Fall mit Rollenauflagern verarbeitet werden und wie man das nach Ansicht des FEA-Interface's korrekt definieren soll.

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161107-Belastungsanalyse.jpg

 
Zitat:
Original erstellt von Roland Schröder:
... wie die verschiedenen Einstellungen in diesem Fall mit Rollenauflagern verarbeitet werden und wie man das nach Ansicht des FEA-Interface's korrekt definieren soll. ...

Ein Rollenauflager über Kontakte abzubilden ist in einer linearen FEA nicht sinnvoll möglich.

Dein Vorschlag weiter oben mit der tangential gelagerten Zylinderfläche ist zielführender.

Zitat:
Original erstellt von Roland Schröder:
... Für ein kippbewegliches Auflager könntest Du auch statt der "Rolle" eine parallel dazu orientierte Bohrung in den Träger machen und die mit einer rotierenden Pin-Abhängigkeit festlegen. ...

In diesem Falle ist aber die feste Lagerung einer geraden Kante, die ja auch noch einen Rotationsfreiheitsgrad hat, auch hinreichend. Die Lagersituation ist ohnehin nicht auswertbar.

Anbei mal solche Betrachtung als Halbmodell unter Symmetrieausnutzung mit idealisierter Lasteintragung auf die Querschnittsfläche, Lagerung an der unteren Kante des Profilendes.

Ich klinke mich aber jetzt hier wieder aus, da ich mich noch dringend anderen Dingen widmen muss ...

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DIN1026-U80-1400_LL.ipt

 
Jedoch, wenn die eine Seite fest gelagert ist und die andere mit einer Pin-Abhängigkeit die Rotation frei lässt, ist die Längenänderung des Trägers behindert, und das Ergebnis verfälscht.

Ich mache öfters auf ziemlich rustikale Weise einfach virtuelle Stützen an der Träger.
Das vertauschen von Last und Auflager ist natürlich eleganter.

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mfg - Leo

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