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MSN1.JPG MSN2.JPG Kontakt.JPG

Guten Abend zusammen,

Ich möchte in Ansys Workbench eine Verspannung simulieren, die Baugruppe ist wie folgt aufgebaut ist:

Der Mutternkörper ist auf z Hauptbolzen aufgeschraubt. Um die Gewindeverbindung näher untersuchen zu können, ist das Gewinde modelliert worden. Auf zwei Teilkreisen auf dem Mutternkörper sind eine Anzahl n an Schrauben angeordnet. Werden diese u nun anzezogen so, drücken diese gegen die zwei dargestellten Scheiben. Mit jeder Drehung der Schrauben wird der Hauptbolzen gelängt und somit die Vorspannkraft generiert. Aufgrund der Symmetrie (insgesamt 82 Schrauben, angeordnet auf zwei zueinander versetzten Teilkreisen) kann eine Berechnung an einem Ausschnitt von ca. 4 ° erfolen. Die Schnittflächen sind mit einer reibungsfreien Lagerung versehen.

Zu meinem Problem/meiner Frage: Aufgrund der Gewindemodellierung habe natürlich eine etwas höhere Anzahl an Elementen / Knoten (Bauteil ist mit vorwiegend Hexaedern vernetzt). Der Gewindekontakt ist ein nichtlinearer-reibungsbehafteter Kontakt. Da ich diesen Kontakt vom Programm habe erstellen lassen, werden alle Gewindeflächen ausgewählt - sowohl Flanken als auch Gewindegrund.

Gerne würde ich nun eure Einschätzung dazu haben, ob es sinnvoll ist, nur die Gewindeflanken als Kontaktpartner anzuwählen. Während des Anziehvorgangs stülpt sich der obere Teil der Mutter auf, der untere Teil weitet sich dagegen, sodass die unteren Gewindegänge keinen vollen Eingriff mehr haben.

Eine weitere Unklarheit meinerseits betrifft die Lagerung der Bauteile. Die Unterseite von der untersten Scheibe und dem Hauptbolzen sind fixiert (alle Freiheitsgrade). Die Schrauben sind über einen Verbundkontakt mit dem Mutternkörper und mit der oberen Scheibe verbunden. Da ich in einem ersten Lastschritt die Kontaktfindung vornehme, habe ich zusätzlich mit einer externen Verschiebung den Mutternkörper und die Schrauben axial gelagert (verformbar). Die Berechnung des Lastschritts funktioniert - allerdings bricht die Rechnung ab, sobald Lastschritt 2 eingeleitet wird ( externe Lagerung wird dann nicht mehr berückscihtigt). Kann es sein, dass die externe Lagerung dieses Problem verursacht?

Ich hoffe, dass nach diesem doch langen Text noch jemand eine Antwort für mich parat hat - darüber würde ich mich sehr freuen.
Danke vorab für eure Mühen!

Viele Grüsse

Dennis

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Hallo,

wahrscheinlich kommt meine Antwort schon ein bisschen zu spät.

Kennst Du den Toleranzregler im Kontakt-Menu? Mit dem kannst du einen Abstand einstellen, bei welchem Flächen als Kontaktpaar betrachtet werden sollen. Stell den auf zB 95. Dann werden bei der automatischen Kontaktfindung vielleicht der Gewindegrund nicht mit zu den Kontaktflächen aufgenommen. Ansonsten halt die Flächen manuell anwählen. Ist eh besser, da mehr Kontrolle.

Wenn nicht zu erwarten ist, dass der Gewindegrund während des Berechnungsverlaufs mit den Gewindeflanken in Kontakt kommt, kannst Du ihn auch draussen lassen. Dadurch könnte sich evtl. die Berechnungszeit reduzieren.

Was dein letztes Problem angeht würde ich sicher stellen, dass Du bei dem Gewindekontakt „auf Berührung anpassen“ eingestellt hast. Gerade bei komplexeren Kontakt-Gebilden hat Ansys oft Schwierigkeiten diese richtig zu interpretieren und es kommt zu Durchdringungen der Flächen ohne jeglichen Wiederstand. Das nicht fixierte Bauteile haut dir dann ab (den letzten Substep vor Lösungsabbruch kontrollieren!). Wenn Du Ansys gleich sagst das die Kontaktflächen sich schon zu Beginn berühren sollen, dann treten solche Probleme in der Regel nicht mehr auf. Das geht aber natürlich nur bei Flächen, die auch wirklich Spaltfrei aufeinander liegen. Aber das scheint bei Dir der Fall zu sein.

Ganz wichtig ist natürlich auch eine sehr kleine Zeitschritte (<1/10) zu Beginn Deines 2. Lastschrittes.

Gruß

Tilman

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Hallo,

generell gilt: je weniger Kontaktflächen im Modell vorhanden sind, desto besser für die Rechnung.

Ich würde nur die Flächen mit Kontakt versehen, die am Ende wirklich in Konakt stehen.

Wenn im ersten Schritt die Vorspannung aufgebracht wird, reichei die geometrischen Randbedingungen, die für das Modell nötig sind.

Gruß Norbert

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