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Hallo zusammen!

Ich baue grade ein Modell für ein Hohlkammerprofil auf und stehe bei der Lagerung ziemlich auf dem Schlauch. Vom Gefühl her würde ich sagen, dass die Lösung eigentlich gar nicht soo kompliziert sein kann, aber ich habe hier anscheinend mal wieder einfach ein Brett vorm Kopf. Ich würde mich also über ein paar Ideen oder Meinungen freuen - damit ich das Problem vielleicht auch wieder was klarer sehen kann.

Das Hohlkammerprofil wird in der Realität von beiden Seiten "zusammengedrückt". Hierzu liegen Daten aus einem Kraftschnitt vor (Fa,Fb,Fc,Fd). Diese Kräfte sind alle unterschiedlich groß (unsymmetrische Belastung). Hinzu kommen noch Kräfte an Ober- und Unterseite (Fe, Ff). In vertikaler Richtung würde ich die Eckpunkte des Profils (wie in der Skizze) über eine Verschiebung (y=0) sperren. Wo/wie sperre ich am besten die x-Richtung. Wenn ich an einem der beiden Eckpunkte zusätzlich die x-Richtung sperre gibt es natürlich einen deutlichen Ergebnisunterschied, je nachdem welchen der beiden Punkte ich mir dafür ausgucke. Eine andere Idee war das Bauteil in der Mitte zu schneiden und an einer Schnittkante die x-Richtung zu sperren. Die Ergebnisse sehen ganz gut aus - aus meiner Sicht würde diese Vorgehensweise allerdings nur bei einem Modell mit symmetrischer Geometrie UND symmetrischer Belastung korrekte Ergebnisse liefern.

Das Modell in der Abbildung ist natürlich erstmal eine Probegeometrie um ein bisschen besser zu verstehen was da passiert. Ich habe allerdings auch schon ein paar Probeläufe mit einem deutlich breiteren Hohlkammerprofil gemacht und dort an den Ecken, an denen ich das Profil in y-Richtung sperre, Probleme mit sehr hohen Spannungen bekommen. Würde es da reichen die ersten paar Millimeter vom Rand aus, aus der Betrachtung auszuschließen?

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Mit freundlichen Grüßen
Thomas Eschweiler

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Hallo,

der Gedanke mit der Symmetrie ist gut. Allerdings, wie schon geschrieben, nur bei symmetrischen Lasten und symmetrischer Geometrie.
Wenn die Lasten unsymmetrisch sind, wie sieht denn dann das Gleichgewicht aus? Gibt es überhaupt eines? Ein Gleichgewicht der Kräfte und Momente. Das ist die Voraussetzung für eine statische Lösung, andernfalls fliegt das Bauteil weg oder es gibt gar keine Lösung.
Wie sieht denn die Belastung in der Realität aus? woher kommen die Kräfte? Wie wird die freie Bewegung realisiert? Wie das Gleichgewicht?

Den Ergebnisunterschied bei ZUSÄTZLICH gesperrtem einzelnen Punkt halte ich für kritisch. Eigentlich dürfte - bei korrekter Lagerung - kein Unterschied in den Spannungen und Reaktionskräften (die sollten bei den Lagerungen ingenieurtechnisch Null sein, gute Kontrollmöglichkeit, nutzen!) zu sehen sein, wenn man den Ort der Lagerung umdefiniert. In den Verschiebungen schon, aber das ist nicht unbedingt relevant, weil wir damit ja "bloss" den "Nullpunkt" festlegen.
Kriterium für die Lagerung: Wie will sich das Bauteil verformen und kann die Lagerung das ermöglichen, gleichzeitg aber eine freie Bewegung des Bauteils (6 Richtungen) verhindern? vor dem Lösen einzeln die 6 Richtungen durchschauen und sich fragen, "was verhindert, dass ich mein Bauteil in x,y,z, rotx, roty,rotz bewegt?". Wenn es nichts gibt --> freie Bewegung, in der Statik tendeziell ein Problem.
Man kann natürlich auch auf die weichen Federn vertrauen. Kann funktionieren. Wenn das Gleichgewicht gut ist. Wenn nicht --> Starrkörperverschiebung. Wenn man darauf setzt, sollte man die Reaktionskräfte der Weichen Federn prüfen.
Wenn gar nix hilft: Externe Verschiebung mit "Deformable" Option nutzen, auch hier natürlich mit Prüfen der Reaktionskräfte/-Momente (die wiederum Null sein müssten). Aber das wäre für mich nur der Notnagel. Das löst die eigentliche Frage nicht: Gibt es ein Gleichgewicht?

Viele Grüße
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

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Hallo, danke erstmal für die ausführliche Antwort. Die Frage nach dem Gleichgeweicht in der Realität ist aus meiner Sicht genau die Richtige.
Wenn ich mir das Bauteil in einer fertigen Struktur vorstelle wird es links und rechts durch die restliche Struktur zusammengedrückt. Die Sperrung in y-Richtung ist eigentlich auch schon nur eine (ausreichend genaue) Annahme, da in dieser Richtung keine großen Kräfte wirken und die Struktur ausreichend steif ist. Mir liegen aus der Gesamtstruktur Schnittkräfte entlang der Verbindungsfläche zwischen dem oben dargestellten Bauteil und der restlichen Struktur vor. Wenn ich mir jetzt das Bauteil herausschneide und auch nur kleine Änderungen mache, wären die in der Gesamtstruktur ermittelten Schnittkräfte an dieser Stelle aus meiner Sicht wieder ein bisschen anders - mit den Schnittkräften aus der vorherigen Betrachtung wäre somit kein Gleichgewicht mehr hergestellt - sehe ich das richtig?

Externe Verschiebung mit "Deformable" habe ich bisher noch nicht auf dem Schirm gehabt - und auch nie genutzt. Hört sich jedoch allein von der Bezeichnung her schon ziemlich passend an. Da muss ich aber erstmal prüfen ob mir die benötigten Daten hierfür überhaupt vorliegen.

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Mit freundlichen Grüßen
Thomas Eschweiler

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Hallo,

wie gesagt, Reaktionskräfte und Momente prüfen. Die müssen ingenieurtechnisch Null sein, sonst hilft das alles nix.
Ich bin bzgl. der Schnittkräfte etwas skeptisch.
Eine Kraft von 100 N auf eine Fläche/Linie aufzubringen, weil diese Info als Schnittlast irgendwo her kommt, klingt verführerisch einfach. Aber es kann sein, dass diese Kraft eine Verteilung aufweist, die man in ANSYS (weil man nur Größe und Richtung kennt) einfach als gleichverteilt annimmt (Kraft auf Fläche/Linie). Und Schwupps stimmt das Gleichgewicht nicht mehr. Und ja, eine Änderungen an der Steifigkeit kann die Schnittgrößen verändern.

Was ist eigentlich der Zweck des Separierens? Kann die Submodelltechnik hier vielleicht helfen?

Viele Grüße
CG

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Christof Gebhardt

CAD-FEM GmbH
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