Frage über Spannung bei unterschiedlichen Emodul / ANSYS
Dingding 10. Mrz. 2020, 11:11

Hallo Zusammen,
erstmal danke euch!
ich habe eine Frage, die ich interessant finde und wirklich nicht verstehe.
Bei meine Simulation gibt es eine Balken 20x20x20, auf der eine Seite gefestigt ist. Auf dem Mitte der Balken habe ich eine Knote gesucht, auf der eine Kraft gegeben. Diese Simulation habe ich mit Stahl oder Alu getestet. Und dann das Ergebnis zeigt eine gleiche Vergleichsspannung und unterschiedliche Dehnung. Das verstehe ich, weil die E-Modul verändert, die Dehnung auch verändert aber die Spannung immer gleich wegen gleicher Kraft, gleicher Geometrie.
Aber eine interessante Frage bekomme ich, nachdem ich die obere Teil der Balken (also die obere 10mm Bereich 20x20x10) mit Material Stahl eingestellt und die untere Teil (also die untere 10mm Bereich 20x20x10) mit Alu eingestellt habe, bekomme ich nicht gleiche Spannung und Dehnung!!!!! warum?? Die Kraft auch gleich, Geometrie auch gleich. Ich habe nur die Bauteil auf zwei Teile aufgeteilt, eine mit Stahl eine mit Alu. Die Andere bleibt immer gleich wie vorher. Ich denke, im Realität soll so sein, dass die Spannung auch gleich, aber die Dehnung im Obere Teil kleiner als die untere Teil. Ich verstehe wirklich nicht!
Könnte Ihr mir hilfen!! Ich danke euch sehr sehr sehr !!!!
   

smittytomcat 10. Mrz. 2020, 14:26

Moin,
und herzlich willkommen.
Dein Problem hat schon viele Generationen zunächst beschäftigt (mi 2) - also sich selbst nicht für doof halten  .
Zu nächst - nimm für den Vergleich der Biegespannungen nicht die Vgl.-Spannungen sondern die Normalspannungen, da die Vgl.Spannung auch durch die Lasteinleitung beeinflusst wird.

Im Verbund den Du rechnest wird der Stahlteil aufgrund seiner Steifigkeit mehr Last aufnehmen als der weichere Aluteil darunter.
Im Querschnitt kannst Du regelrecht einen Spannungssprung der Normalspannungen sehen sofern man die Element- und nicht die Knotenspannungen darstellt und man über die Höhe des Querschnitts genügend Elemente hat.
An der Kante zwischen Stahl und Alu muß die Dehnung zwischen beiden Teilen gleich sein das es sonst zu Klaffungen kommt
(d.h. gleiche Dehnung bei unterschiedlichen E-Moduli ergibt unterschiedliche Spannungen)

smittytomcat 12. Mrz. 2020, 15:16


vernund000.jpg


vernund001.jpg


vernund002.jpg

 
Moin,
hab mir mal den Spaß gemacht das anhand eines Schalenmodells darzustellen.
Bild 1 - x-Spannung im Alu
2 - x-Spannung im Stahl
3 - x- Dehnung
E-Moduli: Stahl 206000, Alu 70000. Verhältnis = 2.93
Anhand der Spannungen von 6.99 und 22.45 (abgegriffen etwa 2.5 mm neben der Lasteinleitung auf L/2) ergibt sich fast ein Verhältnis wie bei den E-Modulen von 3.21. Der Unterschied kann durch das Wirken des Schubs erklärt werden)