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Autor Thema:  Simulation einer Keilwellenverbindung mit Ansys 12 (2471 mal gelesen)
wallace
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Beiträge: 1
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erstellt am: 07. Dez. 2010 08:56    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


Keilwelle-16er-6keilemontiert.zip

 
Guten Morgen!

Ein Kimmilitone und ich wollen in Ansys 12 die angehängte Keilwelle (in der Explosionszeichnung) simulieren. Das Problem ist: wir haben seit Wochen Probleme damit.

Diese Keilwelle (die mit den Teilen zusammen den Rotor ergebibt, den ich jettso nennen werde) soll auf Dehnung und Spannungen bei Raumtemeperatur und 200°C untersucht werden. Außerdem soll die Eigenkreisfrequenz bestimmt werden.

Mein Kommilitone macht die Simulation, da ich keine Zeit dazu habe. Generell läuft uns die Zeit davon. Und mir ist jett der Gedanke gekommen, im Netz nach Hilfe zu suchen.

Leider habe ich überhaupt keine Ahnung von Ansys (ich bin nur in die Überlegungen mit hineigezogen worden), aber ich will mich an der Lösungsfindung beteiligen. Ich weiß, was jetzt kommt, ist recht viel (sieht zumindest so aus - jedenfalls für mich....), deswegen hier schon einmal. "Danke!"

Unser Problem:
Die Abhängigkeiten der Flächen voneienander.
Die Keilwelle soll im statischen Zustand geprüft werden, d.h. ein Moment wird auf ein Segment aufgebracht, die Welle selber wird festgehalten.

Meine Fragen: wie sollen wir das umsetzen?

Zunächst möchten wir nur eine Flanke eines Keiles belasten, da das Moment ja dann auch nur in eine Richtung wirkt. Dann eine Flanke aller sechs Keile.
Zum Festhalten der WElle, soll eine Gegenkraft auf die Passfedernuten für den Antrieb durch den Motor erfolgen.

Wir haben Probleme mit der Umsetzung:
1. Definition der Kontaktflächen der Elemente: Was sind die Unterschiede zwischen "bonded", "no separation", "rough", "friction", "frictionless". "Bonded" und "no Separation" z.b. heißen für mich im übertragenen Sin, daß die Teile einfach miteinader verbunden sind.

2. Definiton der Kontaktflächen der Elemente:
Welche Flächen sollten wir wie definieren?:
--> Kontakt von Keilfläche und Nutfläche, an der das Moment übertragen werden soll?
--> Die diesen Flächen in derselben Nut gegenüber liegenden Flächen, wo aber eben das Moment gar nicht wirken kann.
--> wie sollen die Flächen aller anderen Keile definiert werden?
--> wie sollen die Flächen des Innendurchmessers der Nabe und des Außendruchmessers der Welle defniert werden?
--> Wie sollen die Flächen des Außendurchmessers der Nabe und des Inendurchmessers der Welle definiert werden?
--> Wie sollen die Anlageflächen der Segmente untereinander, mit dem Wellenabsatz,g egen den diese geschoben werden und gegen die Wellenmutter definiert werden?
-->Wie bringen wir am besten die Achsilkraft auf, die von den Wellenmuttern auf die Segmente zur acialen Sicherung übertragen wird?

Er hatte mal einen Wert für den Reibkoeffizienten eingestellt. Wenn dieser Wert drin ist, läuft nichts mehr - bzw. Ansys kommt damit nicht klar. Bricht die Rechnung (Ladebalken) immer wieder ab und startet von neuem).
Wir haben eine Presspassung vorliegen. Kann eine zu stark eigestellte Presspassung, die zu einerplastischen Verformung führen könnte, zu Problemen führen?

Gibt es darüber hinaus noch Sachen zu beachten?

Vielen Dank und viele Grüße vom Hendrik!

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cgebhardt
Moderator
Maschinenbauingenieur


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Beiträge: 1449
Registriert: 20.11.2000

erstellt am: 07. Dez. 2010 13:21    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 wallace 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo,

zu 1.
Es gibt verschiedene Kontakttypen, die die unterschiedlichen Möglichkeiten beschreiben sollen, Normal- und Schubkräfte zu übertragen bzw. nicht zu übertragen.
Bonded heisst z. B. die Teile sind miteinander "verklebt" (fest verbunden).
Frictional heisst, abheben ist möglich, gleiten ab dem Zeitpunkt, bei dem die Schubkraft grösser ist als die Normalkraft multipliziert mit dem Reibwert usw.
Diese verschiedenen Kontakttypen sind sehr bedeutsam für das Abbilden des realen Verhaltens und die Spannungen, aber auch die Rechenzeiten.
Nichtlineare Kontakte (die die Abheben simulieren können, frctionless, rough, frictional), brauchen Faktor 5-20 (FAKTOR, Nicht Prozent) länger als die linearen Kontakte, manchmal gibt es auch keine Lösung, wenn das Gleichgewicht nicht bestimmt werden kann (z. B. durch sog. Starrkörperbewegung, wenn Bauteile nur über nichtlinearen Kontakt gehalten sind, und der Kontaktstatus unklar).

2.
a) auf vollständige Lagerung der Welle achten
b) nichtlineare Kontakte mit Reibung können das Abheben und Pressung simulieren, erfordern aber Verständnis für ihre Anwendung, da werden Sie sich irgendwie einlesen müssen.
c) denken Sie daran: Was hindert das per Keilwelle fixierte Teil am axialen Versatz in beide Richtungen? Wenn es dort nichts gibt, definieren Sie was, z. B. eine Lagerung in axialer Richtung
d) Wenn Sie ein Moment aufgeben und keine Lösung erhalten, geben Sie stattdessen einen Drehwinkel bezogen auf die Achse oder einen Versatz vor (Versatz ist die zweitbeste Lösung). Den Betrag dafür kennen Sie nicht, schätzen Sie was und prüfen Sie die Reaktionskraft, passen Sie anschliessend die Vorgabe an und rechnen nochmal (ggf. wiederholen). Wir sprechen von einer verschiebungsgesteuerten statt einer kraftgesteuerten Belastung. In nichtlinearen Analysen ist sowas sehr viel robuster.

Gruss
christof gebhardt

------------------
Christof Gebhardt
CAD-FEM GmbH
Marktplatz 2
85567 Grafing
Tel. +49 (0) 8092 7005 65
cgebhardt(at)cadfem.de
www.cadfem.de

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