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Hallo liebe Ansys-Gemeinde,

ich habe ein kleines Problem. Es geht dabei um die Berechnung der wirksamen Spannungen in einem Fräser unter Berücksichtigung der Einspannsituation. Bis jetzt habe ich das Futter modelliert, den Schaftfräser eingespannt, eine Winkelgeschwindigkeit auf das ganze aufgebracht und die Kräfte aus einer recht groben Annahme heraus aufgetragen. Die Simulation des Einspannvorgangs dauert, da Zeitschrittgesteuert, Vollmodell wegen Torsion, recht lange. Da sich jedoch an der Einspannsituation nicht viel ändert, würde ich gern den Kontaktdruck, der durch die Einspannung und Winkelgeschwindigkeit entsteht, auf den Schaft des Fräsers übertragen um dann den Fräser ohne das Spannfutter zu berechnen. Ich habe mich bis jetzt ein wenig mit Submodelling beschäftigt, glaube aber nicht, dass das der richtige Weg ist.
Kann mir vielleicht jemand einen Tip geben, wonach ich am besten suche, bzw. wie so ein Problem zu erschlagen ist?

Vielen Dank!
Basti

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Mir ist gerade eingefallen, dass ich ja etwas vergessen habe...
Ich arbeite mit der Workbench 13.

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Hallo,

also den Einspannzustand würde ich mit einem Presssitz simulieren.Also man simuliert beispielsweise einen Aufheizvorgang mit unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten. Der Kontaktdruck könnte somit über die Temperatur eingestellt werden. Bedingung hierfür ist natürlich den Kontaktdruck des Einspannzustandes zu kennen.

Anschließend könnte man im zweiten Lastschritt die Kräfte am Fräßer antragen.

Somit würden sich die Spannungen aus beiden Lastschritten überlagern.

Was hier noch dazukommt, ist das inhomogene Material des Fräßers, welches auch einen gewissen Eigenspannungszustand aufweist. Wahrscheinlich außen hart,spörde und innen zäh. Dies muß natürlich bei einer Spannungsbewertung miteinfließen.

Gruß

Suinilippis

[Diese Nachricht wurde von Suinilippis am 11. Jul. 2011 editiert.]

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Hallo Suinilippis,
vielen Dank für die schnelle Antwort.
Die Idee finde ich wirklich gut. Temperaturkoeffizienten und Temperatur ließen sich sicherlich recht einfach mit einer Zielgerichteten Optimierung ermitteln. Ich müsste jedoch, wenn ich mich nicht irre, die Innenfläche der Hülse als adiabat annehmen um einen Wärmeübergang zu vermeiden? Da der Fräser ein Vollkeramikwerkzeug ist, kann ich den Materialzustand idealisiert als homogen annehmen. Das ist also kein Problem. Ich möchte jedoch nicht nur die mechanischen Beanspruchungen simulieren sondern, da die Keramik bei höheren Temperaturen ihre Zähigkeit ändert, auch die thermischen. Ich müsste also an der Schaftoberfläche einen Wärmestrom zwischen der Keramik und Stahl einstellen, dann den Pressitz innen adiabat und von außen mit einer Temperatur beaufschlagen. Ich werde das mal testen, habe jedoch ein wenig Bauchschmerzen was die Verbindung von thermisch isoliert und Wärmestrom angeht. Ich bin leider noch ein ganz kleines Licht am Simulationshimmel, habe mir das ganze aber in etwa so vorgestellt, dass ich den Kontaktdruck aus der Einspannsimulation herausschreibe und dann irgendwie auf das Fräsermodell als Belasung auftrage. Ich weiß zwar noch nicht, wie das geht, aber hier gibt es ja glücklicherweise Hilfe. Meine Vermutung ist nur, dass ich das herausschreiben bestimmt für alle Oberflächenknoten machen kann, jedoch die Knotennumerierung im Endeffekt ein Problem bei der Übertragung auf das reine Fräsermodell gibt? Ich wäre für weitere Anregungen, Hinweise, Links etc. sehr Dankbar.
Beste Grüße
Basti

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Hallo,

also ich würde als erstes eine statische Simulation mit Spannmechanismus und Fräßer durchführen. Dabei den Fräßer einen Temperaturausdehnungkoeffiezienten verpassen. Den restlichen Teilen einen Temperaturkoeffiezienten der gegen 0 geht. Nun würde ich mit verschiedenen Temperaturen den Vorspannungzustand am Fräßerschaft ermitteln. Anschließend die Knotenverschiebungen an der Spannfläche des Fräßers mithilfe des Submodellings rausschreiben.
Im zweiten Schritt dann nur den Fräßer, mit den übertragenen Knotenverschiebungen am Schaft, mit Lasten versehen. Hierbei kann auch das nichtlineare Materialverhalten miteinfließen. Vorteil dabei, man muss nur den Fräßer vernetzen was bei nichlinearen Materialverhalten sicher sehr viel Rechenzeit spart.

Gruß

Suinilippis

[Diese Nachricht wurde von Suinilippis am 16. Jul. 2011 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von Suinilippis am 16. Jul. 2011 editiert.]

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Hallo, ich habŽs jetzt mit Žnem Submodell gemacht. ...den Schnitt auf die Kontaktfläche gelegt.
Es funktioniert. Ich rechne jetzt nur noch das Submodell, auf das die Spannungen des Grobmodells übertragen werden.

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