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hallo zusammen,

sind für eine mechanica analyse schweißnähte zu machen, oder ist die analyse auch ohne schweißnähte möglich?

und wenn wir schon beim thema sind, wenn ich eine schweißnaht erzeugen will kann ich keinen schweißstab und keinen prozess auswählen. muss ich bestimmte einstellungen vornehmen um diese optionen auswählen zu können oder woran kann das liegen?
dnake!

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Hallo sonic12,

mir wurde gerade im Kurs dazu folgendes erzählt (und da der noch nicht so lange her ist, hat vielleicht jemand hier Praxiserfahrung mit dem Thema):

Eine "Schweißnaht" in Mechanica ist eher theoretischer Natur. Damit kann man Teile, die sich nicht berühren, verbinden. Praktisch bei Teilen, die als Schalen mit Mittelflächen vereinfacht sind.
Eine reale Schweißnaht in Größe und Form muß als prt in der Baugruppe eingebaut werden.
Tip im Kurs war: da sich berührende Baugruppenteile wie auf der Berührfläche verschweißt verhalten, ist das schnellste mit Volumen statt mit Schalenmodellen zu arbeiten und keine Schweißnähte (weder Mechanica noch prt) zu verwenden.

Die Haltbarkeit einer Schweißverbindung muß eh auf dem klassischen weg nachgerechnet/bewiesen werden.

Gruß
Frank

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Da würde mich mal der "klassiche Weg" interessieren. Generell kann man Schweißnähte nur mit Schalenmodellen sinnvoll nachweisen, da die "klassischen" Regelwerke (DIN 15018, Eurocode 3) mit Nennspannungen arbeiten, die nur bei Schalenmodellierung bestimmt werden können. Bei einem Volumenmodell berechnet man, je nach Ausformung der Schweißnaht, lokale Kerbspannungen, was zwar sehr schön ist, aber es gibt keine Regelwerke die dafür zulässige Spannungen anbieten. Also sind die berechneten Spannungen wertlos.

Das Mechanica Feature "Schweißnaht" bewirkt bei Schalenmodellierung lediglich, das zwei sich nicht berührende Schalen zusammengeführt werden. Entweder als Umlaufnaht, wenn z.B. zwei Bleche aufeinander liegen, oder als Stossnaht, z.B. bei einem T-Stoß.

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Gruss

Dr. Christian Imiela
SMS-Demag
Strukturanalysen

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Zitat:

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Original erstellt von fw-1:
Die Haltbarkeit einer Schweißverbindung muß eh auf dem klassischen weg nachgerechnet/bewiesen werden.

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ich denke, dass schweißverbindungen schon mit fem nachgerechnet werden können...
dabei zitiere ich mal roland leiter
"Ich persönlich halte die Rechnung mit komplett ausmodellierter Schweissnaht für genauer, entweder als Ausbruchsmodell mit Schnittkräften (Slavko's Vorschlag) oder als globales vereinfachtes Modell, wo nur die kritischen Nähte komplett ausmodelliert sind."

die spannungen dieser rechnung können dann mit den zulässigen spannungen z.b. nach ds95201 verglichen werden.

grüße
nico

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Auch die ds95201 nutzt Nennspannungen, die nicht mit den Kerbspannungen verglichen werden dürfen, die  durch ausmodellierte Schweißnähte ermittelt werden.

So schön ausmodellierte Schweißnähte auch aussehen mögen, für die Festigkeitsberechnung von Schweißkonstruktionen sind sie nicht zu gebrauchen.

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Gruss

Dr. Christian Imiela
SMS-Demag
Strukturanalysen

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Hi,

ich denke, dass es hauptsächlich darauf ankommt, wofür die FE-Simulation durchgeführt wird. Zwecks Strukturuntersuchungen, Verbesserungen, Optimierungen etc. ist es sicherlich unproblematisch, mit nachgebildeten 3D-Schweißnähten im Volumenmodell zu rechnen. Für einen (Betriebs-) Festigkeitsnachweis ist diese Methode nicht zulässig. Dies sollte man berücksichtigen, wenn die Abnahme z. B. durch TÜV erfolgen soll. Ich persönlich habe viel mehr Probleme mit der Schalentheorie an sich. Eines meiner letzten Modelle (geschweißt) hatte 2x50mm dicke Wangen. Dazwischen 30mm dicke Platte, angeschweißt mit 10-er Kehlnaht. Ich bin überzeugt, dass hier der Größeneinfluss greift, sodass eine skalierte Betrachtung wie "x-mal länger als dick" und damit die Begründung des Schalenmodells keine Gültigkeit besitzt. Somit erhalte ich in diesem Fall auch keine "korrekten" Nennspannungen. Mit einem unserer Kunden haben wir einen Kompromiss für die Bestimmung der Nennspannungen getroffen, wobei diese Methode natürlich nicht genormt ist.

Gruss Paul

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schweissnaht.jpg

 

Zitat:

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Original erstellt von Christian_imiela:
Auch die ds95201 nutzt Nennspannungen, die nicht mit den Kerbspannungen verglichen werden dürfen, die  durch ausmodellierte Schweißnähte ermittelt werden.

So schön ausmodellierte Schweißnähte auch aussehen mögen, für die Festigkeitsberechnung von Schweißkonstruktionen sind sie nicht zu gebrauchen.

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hallo christian,

habe mich noch mal schlau gemacht...du hast recht.

ein ausbruchmodell als volumenrechnung ist nicht nötig bzw. sinnvoll.

hatte dazu folgendes im www gefunden:
"Mit Hilfe der Finite Elemente Methode (FEM) ist es möglich, relativ genau die Spannungsspitzen in einer Schweissnaht zu bestimmen. Da die örtlich im Schweissgut und vor allem in der wärmebeeinflussten Zone ertragbaren Beanspruchungen nicht bekannt sind, hilft jedoch auch dies nicht viel weiter.

Die Berechnung einer Schweissnaht basiert daher immer auf der Bestimmung einer theoretischen Nennspannung in der Schweissnaht"

wenn du jetzt mit schalenelementen eine schweißnaht auslegst, vergleichst du dann die von-mises spannung direkt im t-stoß (siehe bild) mit der zulässigen spannung?

oder wie ist hier dein vorgehen?

grüße
nico

[Diese Nachricht wurde von Nico Laufer am 29. Jun. 2007 editiert.]

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Hallo Nico,

 

Zitat:

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habe mich noch mal schlau gemacht...du hast recht.

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Da bin ich ja beruhigt, ich habe die letzten 10 Jahre keinen Blödsinn gemacht. 

In der DIN 15018 ist für den Fall von zusammengesetzten Spannungen eine Formel angegeben. Wenn man sich die genauer anschaut sieht man, dass die von Mises Spannung immer grösser ist als die dort verwendete Spannung ist. Wenn man also nach von Mises dimensioniert liegt man auf der sicheren Seite. In anderen Programmen als Mechanica könnte man sich auch ein kleines Unterprogramm schreiben und dann die Vergleichsspannung nach DIN 15018 ausgeben lassen. Haben wir aber noch nicht für nötig gehalten.

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Gruss

Dr. Christian Imiela
SMS-Demag
Strukturanalysen

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Hallo, ich hab da mal ne Frage genau zu dem Thema Schweißnähte und Idealisierung von Strukturen durch Schalenelemente.

Angenommen ich habe ein L-Profil (solid- Modell), dessen senkrechter Schenkel fest eingespannt wird. Der waagerechte Schenkel wird nun mit einer Einzelkraft belastet.
Liegt nun im Übergang vom waagerechten zum senkrechten Schenkel kein Radius vor, so konvergieren die Spannungen hier nicht. Beim Anbringen eines Radius erhalte ich die entsprechenden Kerbspannungen in Abhängigkeit vom Radiuswert.
Wenn ich nun das L-Profil als Schalenmodell aufbaue - mit zwei senkrecht aufeinanderstehenden Schenkeln, so verschwindet auch jegliche Information des Radius. Folgedessen kann ich die Biegespannung am Übergang der Schenkel nicht auswerten, weil auch hier die Spannungen nicht konvergieren. Ist dies ein generelles Problem bei der Idealisierung mit Schalenelementen??? Kann ich die "wahre" Biegespannung somit nur mit einem solid-Modell und entsprechendem Radius ermitteln?? Was ist nun bei großen Modellen, wo ich quasi auf die Idealisierung als Schalenmodell angewiesen bin? Was wenn es sich dabei auch noch um große Schweißkonstruktionen handelt? Wie kann ich mir sicher sein, das ich zumindest für das Bauteil die "richtigen" Spannungen errechne? Problem ist, das nicht unbedingt unrealistisch hohe Spannungen auftreten, sondern viel schlimmer einfach falsche meist zu niedrige Werte.

Noch ne andere Frage: das gleiche gilt für das einfache nachbilden von einer gleichmäßig belasteten rundum fest eingespannten rechteckigen Platte. Analytisch gesehen lassen sich die maximalen Spannungen am langen Rand der Platte leicht berechnen. Wie mache ich das jetzt in ProMechanica? Wenn ich mir hier nun eine Platte ringsum fixiere treten auch falsche Spannungen infolge der Randbedingungen auf! Eine Abänderung der Geometrie nach obigem Beispiel führt wiederum zu der Frage mit dem Radius....

und wie berücksichtige ich jetzt schweißnähte in meiner Konstruktion? Das komplette modellieren scheint ja keinen Sinn zu machen. Auch wenn ich gerade etwas auf dem Schlauch stehe was nun konkret mit Nennspannungen gemeint ist.

Vielen Dank für Eure Hilfe!
Gruß Fiz

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Also wenn ich schon zitiert werde ...

Ich verwende die Methode des 3D-Ausmodellierens von Schweissnähten ausschliesslich für die qualitative Bewertung von Schweissnähten, also wenn man mittels Versuch seine Rechenergebnisse absichern/abstimmen kann oder zum Auffinden kritischer Orte oder beim Vergleich von Varianten (besser/schlechter).

Für eine quantitative Bewertung einer Schweissnaht hat der Hr Imielda den genormten Weg sehr gut erklärt, dem ich mit natürlich anschliesse.
Daher 10Us für ihn.

mfg

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HTH
Roland Leiter
Fa. Techsoft Datenverarbeitung

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Mmh,Ok.

Aber was ist jetzt mit den Singularitäten bei Modellen die mit Schalenelementen aufgebaut sind?

Was mich auch gewundert hat: Nehme ich als Beispiel wieder das einfache L-Profil (als Schalenmodell) so treten in der Ecke Lokalspannungen auf, denen ich nicht traue? (Oder kann ich es doch????) --> nehme ich jetzt aber z.B. einen geschlossenen "Schuhkarton" und Beanspruche diesen von Innen durch eine Drucklast, und Vergleiche die Ergebnisse als Schalenmodell mit denen eines Volumenmodells so treten keine Lokalspannungen auf? Stimmt das und ist das erklärbar??

Danke für die Hilfe!
Gruß
Fiz

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naht.jpg

den effekt mit erhöhten lokalspannungen habe ich auch entlang der schweißnaht. (siehe bild)

ich denke, dass es sich dabei um ein numerisches probelm handelt.

die frage ist nun... wie behandelt man solche effekt in einem nachweisverfahren bei dem man die schweißnaht auslegt?

gibt es eine möglichkeit lokale spannungserhöhungen zu vermeiden?

grüße
nico

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Hallo zusammen,

habe nochmal eine generelle Frage zu dem Vorgehen nach dem Nennspannungskonzept:

Wenn ich die Nennspannungen (verwende der Einfachheit halber die Vergleichsspannung nach v. Mises) in meinem Schalenmodell ausgewertet habe, rechne ich diese dann einfach von dem Profilquerschnitt auf den Schweißnahtquerschnitt um?

Leider finde ich ausser diesem hier.
nichts zu meinem Problem im Netz.

Grüße,
cadruso

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Heute ich Morgen Du

[Diese Nachricht wurde von cadruso am 18. Feb. 2009 editiert.]

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Hallo nochmal,

weiß denn niemand Rat, oder bin ich völlig auf dem Holzweg?

Geize auch garantiert nicht mit zu vergebenen Unities.

Grüße,
cadruso

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Heute ich Morgen Du

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