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Hallo Leute,
wie schon einige vor mir auch, versuche ich einen Wälzkörperkontakt mit einem Lagerinnenring mit Workbench zu modellieren. Ich weiß, wie groß die kraft auf das gesamte Lager und auf die einzelnen Wälzkörper (WK) ist. Also habe ich mich dran gemacht und in ProE eine Baugruppe erstellt, in der jetzt ein vereinfacht angenommener WK als Halbzylinder und ein kleines Stück Innenring (IR) ist. Das konnte ich ohne weiteres In Ansys WB importieren. Die Runde Seite des Halbzylinders und des IR berühren sich durch die Definition in der Baugruppe tangential, sodass eine Linienberührung verliegen sollte. In WB habe ich diese Berührung über Kontakte/Verbindungen als reibungsfrei festgelegt. Für die beiden Körper an sich führte ich für die Vernetzung zwei Bauteilrelevanzen ein, weil mich eig. nur der WK interessiert. Das Netz wurde insgesamt mit dem Tool Kontaktelementgröße vernetzt.
Die Geometrie und das Netz stehen also mit knapp 25.000 Elementen und fast 100.000 Knoten. Da ich die Kraft auf den WK und die Fläche des Halbzylinders, auf die die Kraft drückt, kenne, habe ich mich bei der statisch-mechanischen Analyse für eine Druckkraft auf die Halbzylinderfläche entschieden. Weitere Randbedingungen sind, dass due Unterseite des IR mit einer zylindrischen Lagerung fest gemacht wurde, sonst nichts.
Und jetzt kommt das eigentliche Problem:
Wenn ich eine Kraft bzw. Druck auf den WK gebe, sind die Spannungen im Kontaktbereich im WK sehr sehr viel zu klein als sie eigendlich müssten!! Bsp: Bei einem Druck auf die Fläche des Halbzylinders (9*9mm) ca 140 MPa, resultierende Vergleichsspannung im Linienkontakt max 160 MPa, obwohl die Kontaktfläche sehr viel kleiner ist. Was mache ich falsch? habe ich zu wenig Knoten? Der WK-Radius beträgt nur 9mm. Davon die Hälfte und ein bisschen IR, dafür sollten 100000 Knoten doch reichen. Zumindest sollten die Ergebnisse nciht völlig abweichen. Fehlen mir nötige Symmetriebedingungen, oder was könnte ich noch falsch gemacht haben?

Bitte um schnelle und VIELE Antworten.
Danke im Voraus

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Hallo,

falsch machen kann man vieles, von den Randbedingungen über Kontakt, Netz, Ergebnisbewertung, Geometrie...

Ein paar Fragen um das Feld einzugrenzen:
1. Wie sieht das Modell aus (Bild)
2. Welche Kontakte (Typ) wurden definiert
3. Wie sieht die Vernetzung aus (Bild)
4. Was ist der Unterschied zwischen gemittelten und ungemittelten Spannungen im Kontaktbereich (2 Zahlen bitte)
5. Wie sieht die Spannung im Kontaktbereich im Schnitt aus? (Stellt sich das Maximum unterhalb der Oberfläche ein?, Bild).

Gruss
CG

------------------
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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Hallo,

ich kann mich Herrn Gebhart nur anschliesen, Bilder sind sehr hilfreich bei solchen Fragestellungen. Außerdem verweise ich mal auf den Beitrag von vorgestern.

Dort sind bereits einige Vorschläge, hast du diese schon ausprobiert?

Viele Grüße

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Netz.png VglSpannungQuer.png

Danke schon mal für die Antworten. Ich habe mein modell heute noch mal verändert, es ist jetzt bedeutend kleiner geworden und ich habe mehr Konten. Ich hoffe das mit den Dateianhängen hat hier grade funktioniert. Als Kontakt habe ich "keine Trennung" angegeben. Der untere Körper, der IR, ist an der glatten Seite fixiert gelagert. Kann ich das so machen ohne die Lösung zu verfälschen? Auf die glatte Seite des oberen Körpers, den WK, bringe ich eine Kraft auf, die ich in Druck umgerechnet habe. Das mit den gemittelten und ungemittelten Spannungen kann ich so noch nicht beantworten. Wo und wie Stelle ich den Unterschied ein? Wie kann ich den im 3D Modell die Kontaktfläche ganz gezielt noch besser vernetzen? Welche Methode eignet sich am besten? Hier wurde die Kontaktelementgröße durch den Schieberegler (100) geregelt, was trotzdem relativ grob ist. Meine Version gibt nicht mehr als 250.000 Knoten her. Ist eine sinnvolle Berechnung damit überhaupt machbar? Als Solver Typ habe ich "direkt" ausgewählt. Die Ergebnisse sind dadurch schon ziemlich gut geworden, aber noch nicht gut genug. Das Maximum liegt nicht direkt im Kontaktbereich, was ich auf die grobe Vernetzung zurückführe. Das ist wohl auch das größte Problem! Kann ich den Kontakt noch irgendwie gezielt verfeinern, ohne Flächen oder Kanten auszuwählen?
Ich hoffe die Angelegenheit wird hierdurch etwas klarer....
Danke...

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Geometrie.JPG Netz.JPG Vergleichsspannung.JPG

Das mit den Bildern hat wieder nicht geklappt. Hier erneut mit einem anderen Format.

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Hallo,

Das Netz ist (noch) kein Problem, die Ursache liegt woanders.
Ein Kontakte KEINE TRENNUNG überträgt Normalkräfte auch als Zugkräfte.. Das ist für eine solche Detailbetrachtung nicht geeignet.
Hier braucht man einen nichtlinearen Kontakt  (reibungsfreie, Rauh, reibungsbehaftet).
ich empfehlle, die Kontaktioption VERSATZ HINZUFÜGEN auf AUF BERUEHREN ANPASSEN zu Umzustellen (geht nur bei NL Kontakt).
Des weiteren: wenn symmetrische Belastung von oben, dann Viertelmodell verwenden und REIBUNGSFREIE LAGERUNG bei allen Flächen, die durch Symmetrieschnitt entstehen.
Das Modell scheint mir in der Dicke sehr knapp. Ich bezweifle, dass das Maximum der Spannung überhaupt in der Geometrie liegen wird (der Schnitt oben/unten ist sehr knapp).
Bemittelt unbemittelte Spannungen stellt man im Detailfenster der Spannung ein (unten Links).
Zu guter Letzt: das Modell erscheint mir recht wenig detailliert, so dass man mit minimalem Aufwand ein Hexaedernetz erstellen kann. Wenn das icht klappen sollte weil ich was übersehe: mindestens eine strukturierte Vermnetzung bei den Kontaktflächen definieren.

Gruß CG

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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

[Diese Nachricht wurde von cgebhardt am 14. Apr. 2011 editiert.]

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