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Screenshot_Spannungen.jpg

Hi,

ich bin gerade mit einem Festigkeitsnachweis einer Schweinnaht nach der FKM-Richtlinie beschäftigt. Die Kerben der SN sind nach dem R1MS-Verfahren vernetzt. Ich bekomme an den Schweissnahtübergängen zum aufgesetzten Blech durch die Verrundung mit R1 immer "scharfe Ecken".
Es wird oben am aufgesetzten Blech ein Moment eingeleitet...
Strahlen diese Spannungen an der Singularität nun stark in die Kerbe ein, oder handelt es sich z.B. bei den 371 MPa um wahre Spannungen. Wäre es denkbar, mit einer Kerbwirkungszahl von 2-3 anhand der Strukturspannung in der SN auf die Kerbspannung zu schliessen??
Kann man irgendwie überprüfen, ob es sich um Spannungen durch Singularitäten oder wahre Spannungen handelt?

Gruss
Frank

[Diese Nachricht wurde von schleckschling am 23. Dez. 2010 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von schleckschling am 03. Jan. 2011 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von schleckschling am 03. Jan. 2011 editiert.]

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Hallo,

die beiden klassischen Lösungsansätze:

1. Feiner Vernetzen.
Ändert sich der lokale Spannungswert stark, wars eine Singularität (oder ien zu grobes Netz). Im Zweifel nochmal und nochmal feiner vernetzen. Irgendwann muss der Einfluss des Netzes gegen Null gehen, wenn es keine Singularität wäre.

2. Gemittelte und ungemittelte Spannung vergleichen.
Vorteil: erfordert keine Neuvernetzung + Berechnung. Bei einem guten Netz sind beide Werte ganz nah beieinander. Liegen sie weit auseinander heisst das Singularität oder zu grobes Netz.

Was komisch aussieht: Im Bereich der 1 mm Verrundung weit weg von der Kante sieht man 4  Elemente über die VErrundungsfläche. Das wäre mir noch zu wenig. Im Bereich wo es interessant wird, scheint die Verrundungsfläche aber schmaler zu werden, so dass dort ja noch weniger Elemente in der Verrundung (gibts da überhaupt noch eine?) liegen.
Ein Bild der Geometrie wäre eine gute Ergänzung. Oder Max-Fähnchen ausschalten und näher ran.

Gruss

Christof Gebhardt

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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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Screenshot.jpg

Hi,

vielen Dank für die Antwort.

Der Verrundungsradius wird zum Eck hin 0 und läuft von beiden Seiten auf den Eckknoten hin aus. Ich habe leider keine Idee, wie ich die 1mm Verrundung besser um die Kante führen könnte...
Das Problem stellt sich immer bei T-Stössen am Nahtübergang zum Stegblech. Ich habe mal ein Beispiel angehängt. Wähle ich einen konstanten Radius von 1mm ergibt sich eine Geometrie wie im zweiten Bild...gibt's da vielleicht eine bessere Variante??

Gruss
Frank

[Diese Nachricht wurde von schleckschling am 04. Jan. 2011 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von schleckschling am 04. Jan. 2011 editiert.]

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Moin,

Christoph hat Recht mit der Feinheit des Netzes. Aber ich möchte noch auf die Art des Netzes hinweisen. Es empfiehlt sich doch in solchen Bereichen die Vernetzung nicht automatisch zu generieren sondern so zu gestalten das Quader-Elemente erzeugt werden. Dazu kann man auch mal des Volumen teilen, und dann sieht man schon besser ob die berechten Spannungsspitzen eher modellbedingt sind.

Für die Beurteilung der Peak Stresses gibt es teilweise Empfehlungen das bis zu 15 ! Elemente um einen Radius angeordnet werden müssen. Vielleicht etwas viel hier, aber mindestens 8 sollten es schon sein.

Gruß
Gerd

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Hi,

ich gebe Euch Recht, dass die Anzahl der Elemente evtl. nicht ausreichend hoch ist für die Bewertung der Kerbspannung. Ich habe das Netz daher auch schon auf 8 Elemente verfeinert. Die Spannungen am Eckpunkt steigen dann noch weiter bis auf 3500 MPa (-> Singularität, nicht konvergent). In den Bereichen mit Spannungen von ca. 500-600 MPa führt die Netzverfeinerung auf keine höheren Spannungen. Das Netz scheint somit fein genug zu sein.
Sind diese Spannungen also real? Oder strahlt die hohe Spannung des Eckpunkts mit in diesen Bereich ein?Ich bin unsicher, in welcher Entfernung zum Eckpunkt ich eine Auswertung durchführen soll.

Gruss
Frank

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'Es scheint, dass die Maxstelle eine Singularität ist. Eine Bewertung der Bereiche von 500-600 MPa links daneben ist mutig. Aufgrund des Verlaufs könnte man vermuten, dass es dort nochmal ein lokales Maximum gibt, aber bei der noch vergleichsweise groben Vernetzung ist das echt eine wilde Spekulation. Ob  das Netz dort fein genug ist, würde ich nach obigem Bild nicht mit meinem Blut unterschreiben.

Um das zu verfizieren könnte man eine Stickprobe an einem Koordinatensystem dorthin setzen und einen Einflußbereich definieren (lokale Netzverfeinerung an dieser Position mitten in der Fläche). Und dann richtig fein werden und vergleichen (Stichprobenergebnis grobes Netz/feines Netz, gemittelt/ungemittelt). Durchmesser des Einlussbereiches ca. 1.5-2x Bogenlänge der Verrundungsfläche, so dass die Kugel ein bisschen über deren Ränder rausschaut, aber eben nicht die ganze Verrundungsfläche fein wird.

Selbst wenn diese Vorgehensweise einen 2. lokalen Hotspot bestätigt, hilft das aber nix zur Singularität vorn an der Ecke. Ich würde die Verrundung versuchen anders zu gestalten. Das Bild in obigem Post ist leider nicht ladbar, so dass man den aktuellen Geometriestatus schlecht sieht.

Gruss
Christof Gebhardt

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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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Tragerplatte.jpg

Hallo,

ich möchte nochmal das Thema aufgreifen auch wenn meine Ausgangssituation eine etwas andere ist.

In meinem Fall geht es auch um eine strukturmechanische Analyse, allerding von einer relativ großen Baugruppe. Ich habe habe das Netz lokal verfeinert und die Netzgüte vor der Simulation über die Elementqualität überprüft. Die lokale Verfeinerung erfolgt an dem Spannungsrelevanten Bauteil (im Folgenden Trägerplatte), an dem die Baugruppe auch fixiert gelagert ist. Die Trägerplatte ist in der beigefügten Abbildung vereinfacht dargestellt, an ihr hängen die restlichen Bauteile.

Nach der Simulation habe ich die gemittelte und ungemittelte Spannung in der Trägerplatte Verglichen und erhalte hohe Spannugsunterschiede.

Es folgt eine adaptive Netzverfeinerung mit Konvergenzprüfung (Konvergenzschranke bei 5%, Verfeinerungszyklen 3). Das Netz wird in einem Schritt verfeinert und erfüllt die Bedingung (Abweichung unter 1%). Prüfe ich anschließend nochmal die gemittelten und ungemittelte Spannung der Trägerplatte, habe ich immer noch einen recht hohen Unterschied. Ergo gehe ich davon aus, dass aufgrund von Singularitäten an der Lagerstelle die Lösung divergiert und nicht auswertbar ist.
Liege ich mit der Schlussfolgerung richtig?
Die Trägerplatte soll optimiert bzw. die Blechstärke reduziert werden. Ich möchte die optimierte Variante mit dem Ist-Zustand vergleichen, was durch die Lagerstelle jedoch erschwert wird. Alternativ könnte ich mir vorstellen nicht die maximale Spannung an der Lagerstelle zu Vergleichen, sondern die Spannungen in der Fläche hinter der Lagerstelle.

Über Tipps und Anregungen wäre ich sehr dankbar.

Beste Grüße

Fabian Reil

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