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Hallo,

vom Studium aus haben wir die Aufgabe bekommen den Formfaktor für ein rechteckigen sowie für einen runden Biegebalken nachzuweisen.

Formfaktor = Vorherschende Spannung kurz vorm Bruch / Streckgrenze (R_P,02)

Die theoretische Grundlage hierfür ist mir schon einigermaßen klar. Da es sich aber um ein nicht lineares Problem handelt und ich noch nie wirklich mit Ansys gearbeitet habe fehlt mir hier einfach die Praxis.

Wenn ich einen rechteckigen Balken berechnen muss, nehme ich einfach ein 2D Schalenelement (plane82), aber wie berechne ich am einfachsten den runden Querschnitt? Wenn ich eine Achsensymmetrische Plane82,,,1 nehme und trage die Kraft an, dann drückt es mir nur am Kraftangriffspunkt das Material zusammen.

Auch bin ich mir noch nicht ganz im klaren wie ich die Randbedingungen für beide Rechnungen setzen muss. Wenn ich den Balken fest einspanne an der einen Seite und auf der anderen eine Kraft einleite (damit ich ein Moment bekomme), dann bekomme ich doch Singularitätsprobleme an der Einspannung und kann mich nicht mehr auf die ausgegebene Maximalspannung verlassen.

Kann mir bitte jemand einen Tip geben wie ich dieses Problem am elegantesten löse?

[Diese Nachricht wurde von TobiS am 11. Mrz. 2008 editiert.]

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Problem.JPG

Also ich hab jetzt mal berechnet (siehe angefügte Datei) und irgendwie kommt mir das ganze etwas komisch vor.

Die Berechnung hab ich "nicht linear" durchgeführt für den rechteckigen Biegebalken. Unten am Bauteil habe ich es fest eingespannt und habe oben in x-Richtung eine Kraft beaufschlagt. Dieses habe ich in mehreren Steps gemacht. Eigentlich hätte ich erwartet das sich die kritischen Spannungen im roten Kasten berühren würden, aber je höher ich die last mache desto weiter nach vorne wandern die Spannungen (plastischer Bereich) und der Bereich in der Mitte bleibt relativ unberührt. Hab jetzt schon mit 10facher überlastung gerechnet aber dennoch passiert noch nichts. Mache ich hierbei etwas falsch? Habe ich etwas nicht beachtet? Bin für jeden Tipp dankbar.

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Musst du das Problem bis Morgen frueh loesen, oder warum sitzt du jetzt noch am PC? 

Das ist doch gut so, dass die Spannungen in der "Mitte" unberuehrt bleiben.

Tipp:
Schau mal in einem Mechanikbuch deiner Wahl unter dem Stichwort "Biegebalken" und "neutrale Faser" nach.

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Ich sitze so spät noch am PC weil ich in Schottland studiere und wir da eine Stunde vor der deutschen Zeit sind. Und da es hier keine Ablenkung wie TV oder Freundin gibt, kann man bis in die Nacht arbeiten.

Der Begriff Neutrale Faser ist mir auf jeden Fall geläufig und damit habe ich mir auch schon die niedrige Spannung in der Mitte erklärt. Aber dennoch hätte ich erwartet das ich schon bei 3-4facher Lastüberhöhung ein Versagen bekommen würde. Deswegen geh ich mal davon aus das etwas mit meiner Analyse nicht stimmt. Und da es in Ansys unzählige Möglichkeiten der Elementauswahl etc. gibt bin ich im Moment etwas ratlos...

PS: Die Berechnung muss (zum Glück) nicht bis morgen fertig sein =)

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Zitat:

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Original erstellt von TobiS:
Hallo,

vom Studium aus haben wir die Aufgabe bekommen den Formfaktor für ein rechteckigen sowie für einen runden Biegebalken nachzuweisen.

Formfaktor = Vorherschende Spannung kurz vorm Bruch / Streckgrenze (R_P,02)

Die theoretische Grundlage hierfür ist mir schon einigermaßen klar. Da es sich aber um ein nicht lineares Problem handelt und ich noch nie wirklich mit Ansys gearbeitet habe fehlt mir hier einfach die Praxis.

Wenn ich einen rechteckigen Balken berechnen muss, nehme ich einfach ein 2D Schalenelement (plane82), aber wie berechne ich am einfachsten den runden Querschnitt? Wenn ich eine Achsensymmetrische Plane82,,,1 nehme und trage die Kraft an, dann drückt es mir nur am Kraftangriffspunkt das Material zusammen.

Auch bin ich mir noch nicht ganz im klaren wie ich die Randbedingungen für beide Rechnungen setzen muss. Wenn ich den Balken fest einspanne an der einen Seite und auf der anderen eine Kraft einleite (damit ich ein Moment bekomme), dann bekomme ich doch Singularitätsprobleme an der Einspannung und kann mich nicht mehr auf die ausgegebene Maximalspannung verlassen.

Kann mir bitte jemand einen Tip geben wie ich dieses Problem am elegantesten löse?

[Diese Nachricht wurde von TobiS am 11. Mrz. 2008 editiert.]

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Hatte mal ein anderer User zu einem ähnlichen Thema geantwortet: "grundsätzlich gilt, dass man an Einspannstellen nicht auswerten kann/darf. Dort liegt eine Singularität vor, dass heißt im Grunde sind die Spannungen dort unendlich hoch. Durch die fixierte Lagerung kann dort absolut keine Dehnung auftreten, wodurch eine unendlich hohe Spannung resultiert. In der Realität dort Federn oder ähnliches integrieren, die die Steifigkeit der angrenzenden Bauteile repräsentieren."

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Ich stimme ich001 zu. 5 Stunden vor dem ersten Eintrag hier wurde fast dieses Problem unter "Workbench Lagerung Verdichterschaufel" angeschnitten.

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FE make a good engineer great and a bad one dangerous!

Daniel-Jan Schendel, TU-Dresden, Fakultät Maschinenbau

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Hi,
wenn es wirklich reine Biegung sein soll, kann man nicht einfach eine Seite einspannen, da man dann noch eine Querkraft einleitet. Relativ einfach ist reine Biegung mit einer 4 Punkt Lagerung zu realisieren.

Wie definierst Du denn Versagen? Du wirst auch bei einer nichtlinearen Rechnung (egal, ob geometrisch nichtlinear, oder nichtlineares Material) immer ein Ergebnis erhalten, daß so ähnlich aussieht wie Dein beigefügtes Bild. Die Skalierung ändert sich halt.

Und warum nimmst Du plane strain Elemente, wo es doch Balkenelemente gibt, die a) einfach zu modellieren und b) den gewünschten Querschnitt (Rechteck oder Quadrat) einfach abbilden?

Gruß, Stabbels

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