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Hallo Freunde der FEM!

Da ich leider kompletter Neueinsteiger im Bereich FEM bin, hoffe ich hier eventuell ein paar "Helfer" zu finden, welche mir die Grundlagen näherbringen können.

Zu meinem Problem:

Ich arbeite derzeit an einer Diplomarbeit. Es geht darum einen Stahlrahmen, welcher auf Paletten "gelagert" ist, einer FEM-Analyse zu unterziehen.
Mein Betreuungslehrer ist zwar Konstrukteur, kann mir jedoch leider mit FEM nicht viel weiterhelfen, deswegen hoffe ich hier auf meine Fragen Antworten zu finden.
Ich arbeite mit Creo Parametric 3 (M090) und Creo Simulate. (Ein Screenshot vom derzeitigen Modell ist im Anhang)

Problem 1) Mein Modell ist als Volumsmodell modelliert, da ich mich mit Schalenmodellierung noch nie auseinandergesetzt habe. Für sämtliche Bauteile ist die AUTOGem-Steuerung mit einer maximalen Kantenlänge von 30mm zugewiesen. Hierbei geht die Erstellung des AUTOGem Netzes relativ schnell, etwa 5 Minuten. Ich habe jedoch gesagt bekommen, ich soll eine Kantenlänge von 10mm zuweisen. Die Erstellung wurde dann einige Male von mir abgebrochen, da sie nach 8 Stunden immer noch nicht fertig war. Ist diese Dauer normal, oder läuft da irgendetwas falsch?

Problem 2) Die Auflager bestehen aus mehreren Palettenstößen. Nun würde ich gerne diese Palettenstöße durch Federelemente ersetzen, um die Rechendauer nicht noch mehr in die Höhe katapultieren zu lassen. Wenn ich eine Federkonstante der Palette erstelle, ist diese bei der Feder (Typ "Einfach") als Dehnsteifigkeit einzutragen?

Problem 3) Probeweise habe ich die Federelemente schon erstellt. Auf der Oberseite habe ich die Federn punktuell auf eine Platte bezogen, welche am Rahmen aufliegt, auf der Unterseite quasi frei im "Raum", als Punkt auf einer Ebene. Während dem Rechenlauft kommt aber die Meldung: "Modell für Analyse unzureichend eingespannt", und das mit der Meldung verknüpfte Element zeigt die Feder. (Hierzu ist ebenfalls ein Bild im Anhang). Müssen sich die Federn auch auf ein extra Bauteil beziehen, oder wie kann ich diesen Fehler lösen?

Es stehen noch weitere Fragen offen, doch ich möchte euch nicht all zu viel Zeit auf einmal Rauben.
Ich hoffe ihr konntet meine leihenhaft formulierten Fragen verstehen.

mit freundlichen Grüßen,

Kodex97 / Lukas

[Diese Nachricht wurde von kodex97 am 18. Feb. 2017 editiert.]

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Hast du die Rotationsfreiheitsgrade ausreichend gesperrt?
Vielleicht einfach mal das Modell hier hochladen, dann lassen sich schneller Fehler finden.

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Hallo Fatiguester,

probeweise habe ich einen "Boden" modelliert. Auf diesem habe ich nun die Punkte skizziert, an dem die Federn angreifen. Funktioniert jetzt einwandfrei. Die translatorischen und rotatorischen Freiheitsgrade beziehen sich immer auf das Hauptkoordinatensystem, und nicht auf die der einzelnen Bauteile die referenziert werden, oder?

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Hallo Lukas,

du kannst bei der Definition der Randbedingungen auch auswählen, auf welches Koordinatensystem sich deine Auswahl beziehen soll. Wenn du nichts anderes definierst steht dort "Welt", also das Globale Koordinatensystem von Creo Simulate.

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Alles klar! Hab die Option bis jetzt leider übersehen.

Ich habe im Forum oft etwas von Symmetriebedingungen gelesen. Als Leihe hab ich jetzt einfach mein Modell in der Hälfte "abgeschnitten", doch ich nehme an ich kann meinem Gesamtzusammenbau Symmetriebedingungen zuweisen, um die Rechenzeit zu verringern, und gleichmäßigere Spannungs und Verschiebungsbilder zu erhalten?

Könnte mir jemand erklären, wie ich solche Symmetriebedingungen zuweise?

mfG,
Lukas

[Diese Nachricht wurde von kodex97 am 23. Feb. 2017 editiert.]

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Hallo Lukas,

ich sags ja ungern, aber Du wirst um eine Schalenmodellierung nicht herumkommen, wenn Du etwas sinnvolles ausrechnen willst. Eine FEM Analyse ist kein Selbstzweck sondern Mittel zum Zweck und der ist ein Festigkeitsnachweis. Ich gehe davon aus, dass der Rahmen eine Schweißkonstruktion ist. Es gibt kein Regelwerk, mit dem Du die Kerbspannungen bewerten kannst, die Du mit einem Volumenmodell ausrechnest. Diese Struktur in ein Schalenmodell umzubauen ist für einen geübten Simulate Anwender ca 1h Arbeit, wenn es hoch kommt. Die Rechenzeit liegt dann im Minutenbereich. Die Ergebnisse eines Schalenmodells kannst Du dann nach Eurocode3, DIN 15018 o.ä. Bewerten. Die Deines Volumenmodells nicht.

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Gruss

Dr. Christian Imiela
SMS-Group
Strukturanalysen

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Hallo Christian!

In dem Buch mit dem ich Arbeite (Pro/Engineer und Pro/Mechanica für Wildfire 4) wird leider bei der Simulationsrechnung nicht auf Schalenmodellierung eingegangen.

Im Internet finde ich auch nur wenig Information zu dem Thema, hättest du eventuell eine andere Quelle, wo die Modellierung mit Schalen von Grund auf erklärt wird?

mfG,
Lukas

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Hallo Lukas!

Du kannst natürlich auch mit Volumenmodellen arbeiten. Allerdings halte ich den Aufwand eine Bewertung der Schweißnähte nach FKM oder EC ohne Vorkenntnisse doch für sehr umfangreich. Um die Schweißnähte auswerten zu können solltest du diese auch modellieren... Suche mal nach Strukturspannungskonzept CAB. Eventuell kannst du auch Symmetriebedingungen nutzen.
Viel Erfolg!

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