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Hallo,

ich muss für meine Abschlussarbei ein Bauteil mit Ansys auswerten, bin aber nicht so fit damit.

Die Frage ist wie kommt es, dass mit rein linearem Verhalten am Bauteil bei verschiedenen Materialien, Al und C45,und sonst gleichen Bedingungen(Kraft,Lager)  unterschiedliche max. Spannungen auftrete?
Denn nach dem Hookeschen Gesetz Spannung=E-Modul*Dehnung. Spannung=Kraft/Fläche bleibt konstant und bei z.B. Al mit dem geringeren E-Modul müsste ja nur die Dehnung größer werden die Spannung aber gleich bleiben.

Woran liegt das die Spannungen verschieden sind?
Danke
Gruß Albert

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Hallo Albert,
und zuerst mal willkommen bei CAD.de
Könntest Du mal in etwa  präzisieren wie groß die Spannungsunterschiede (und auch welche Spannung Du vergleichst) sind und auch mal die angesetzten Materialdaten mit einer kleinen Systemskizze posten?

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Gruß
Gerd
Hunde haben ein Herrchen oder Frauchen - Katzen haben Personal.

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aaf.jpg

Die Spannungsunterschiede liegen bei 60-100MPa.Sind die maximalen Spannungen in einer Kerbe. Darf man die Werte überhaupt vergleichen oder sind das immer Singularitäten?
 
Ich vergleiche die gleiche Geometrie einmal mit Zinkdruckgusseigenschaften und einmal C45.
Emodul Zink 96.000MPa und C45 210.000MPa auf sind max Hauptspannung und Vergleichsspannung von Mises.

Ich habe aber vorher rumprobiert und wenn man einen einfachen Kragbalken einsatig einspannt und auf der Anderen Seite mit einer Kraft belastet dann kriege ich bei einem Höheren E Modul höhere spannungen. Und, dass ist was ich nicht verstehe denn bei gleichen Bedingungen müssten die Spannungen konstant bleibe.
Gruß
Albert

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So, zu Anfang - verwendest Du Ansys Classic oder Workbench?
Zum Beispiel des Kragbalkens - hast Du mal die Verformungen verglichen und noch  wichtiger !!! die Auflagerlasten? Ich tippe das da ein Unterschied ist - wenn ja, Kraefte auflisten lassen

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Gruß
Gerd
Hunde haben ein Herrchen oder Frauchen - Katzen haben Personal.

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>> Darf man die Werte überhaupt vergleichen oder sind das immer Singularitäten?

Wieso "oder"?

Dein Bild zeigt leider nicht den "Versuchsaufbau" und es hat auch ein bescheidenes Auflösungsvermögen.
Wenn Du aber von "Singularität" schreibst:
Bei scharfen Kanten und anderen Stellen von Unstetigkeiten kann es - abhängig von der Vernetzung - leicht zu scheinbar fehlerhaften Berechnungen kommen. Bitte bedenke, dass scharfe Kanten theoretische Gebilde sind. In der Praxis wirst Du immer Verrundungen haben. Und selbst ein kleiner Radius kann die Problematik entscheidend entschärfen.
Verrunde Deine Kerbe mal mit einem Radius der 2% der Kantenlänge des Schenkels entspricht und in einem zweiten Lauf mit 10%. Mache jeweils einen Rechenlauf mit einem relativ groben Netz und einem recht feinen.
Vergleiche die Ergebnisse mit denen der ursprünglichen Kerbe...

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Rainer Schulze

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Ist ne gute Idee ich vergleiche die Verformungen, hab das Programm leider nur in der TH. Es ist Workbench das ich verwende.
Die Geometrie und die Auflagelasten sind gleich nur das E-Modul habe ich geändert und bekomme eine höhere Maximalspannung.

Habe die Kanten bereits verrundet. Mehrfach verfeinert. Vom groben  zum feinen Netz. Bei einer weiteren Verfeinerung steigt die Rechenzeit erhebblich, was laut Literatur auf eine Singularität hindeutet.

Ich verstehe nur nicht wieso sich bei einem höheren E-Modul bei gleicher Geometrie( egas wie sie aussieht) und gleicher Kraft eine höhere Spannung einstellt.
Den laut der Formel σ=E_modul*ɛ müsste die Spannung konstant bleiben,wenn das E-Modul steigt, denn Kraft und Frläche in der Spannug bleibt ja gleich, und die Dehnung müsste kleiner werden.

Danke

Gruß Albert

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Hallo,

die Spannung müsste bei einem linearem Modell mit einem einzigen Material unabhängig vom E-Modul sein. Das gilt auch für Kerbspannungen oder mathematischen Singularitäten.

Wenn das bei dir nicht der Fall ist, dann würde ich anderswo den Fehler suchen. Eventuell ist "Nichtlineare Geometrie" eingeschaltet?

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Viele Grüße
Alexandru Dadalau

MESHPARTS GmbH
Tuning Your Simulation
www.meshparts.de

[Diese Nachricht wurde von MESHPARTS am 20. Dez. 2014 editiert.]

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Oder handelt es sich um eine Baugruppe, in der nur ein Material von mehreren geändert wurde?

Viele Grüße
CG

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Christof Gebhardt

CADFEM GmbH
Marktplatz 2
85567 Grafing
Tel. +49 (0) 8092 7005 65
cgebhardt(at)cadfem.de
www.cadfem.de

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Ja, es ist ein Gehäuse mit zwei Griffstangen, die Stangen sind aus Stahl  das Gehäuse ist aus Zink.

Nichtlineare Geometrie ist ausgeschaltet.

Hat es damit zu tun das es verschiedene Werkstoffe sind?

Viele Grüße
Albert

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Tja, dann gilt deine Annahme einfach nicht mehr...

Wenn der Kraffluss parallel durch unterschiedliche Werkstoffe verläuft, dann kommt es auf das Verhältnis der E-Modulen an, wieviel Kraft von jedem Werkstoff aufgenommen wird.

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Viele Grüße
Alexandru Dadalau

MESHPARTS GmbH
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Hallo

Das hört sich plausibel an.  Könntest du mir vielleicht sagen in welchen Buch man das Nachschlagen kann. Denn für meine Betreuer ist die Begründung nicht ersichtlich.
Danke

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Ich habe dafür keine Literaturquelle, sondern den ingenieurmäßigen Verstand und die praktische Erfahrung.

Du könntest dir als Begündung dafür ein analytisches Modell vorstellen: Zwei parallelgeschaltete Feder die an einem Ende festgelagert sind und am anderen Ende durch eine gemeinsame Kraft belastet werden. Abhängig von der Steifigkeit / vom E-Modul jeder Feder berechne die Reaktionskraft an der Lagerung oder die Spannung jeder Feder.

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Viele Grüße
Alexandru Dadalau

MESHPARTS GmbH
Tuning Your Simulation
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[Diese Nachricht wurde von MESHPARTS am 23. Dez. 2014 editiert.]

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Pardon wenn ich jetzt meckere,
aber die Antwort das es nicht linear ist bzw. die Kraftverteilung sich ändert wäre schnell ersichtlich gewesen wenn Du das ganze Model mal hier vorgestellt hättest.
Um Dir jetzt noch ein plausible und auch einfache Begründung an die Hand zu geben solltest Du das jetzt nachholen.

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Gruß
Gerd
Hunde haben ein Herrchen oder Frauchen - Katzen haben Personal.

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kritischenStellenanWindeisen.jpg

Hallo

hier das Modell. Es handelt sich um ein Windeisen, die brechen gerne an den Kanten bei hohen Belastungen. Die Erklärung mit den Federn ist nicht ausreichend, da in diesem Fall keine parallelen Kraftflüsse zustande kommen. Woran könnte das noch liegen das beim umschalten des Windeisengehäuses von Stahl auf Zink bei lin. Verhalten sich die Spannungen ändern?
Danke

Guß
Albert

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Der Kraftfluss ist auch bei deinem Modell teilweise parallel.

Bspw. die inneren, beweglichen Teile im Gehäuse versteifen zusätzlich das Gehäuse. Das ist quasi ein paralleler Kraftfluss.

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Viele Grüße
Alexandru Dadalau

MESHPARTS GmbH
Tuning Your Simulation
www.meshparts.de

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Zitat:

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Original erstellt von albert111:
Ich habe aber vorher rumprobiert und wenn man einen einfachen Kragbalken einsatig einspannt und auf der Anderen Seite mit einer Kraft belastet dann kriege ich bei einem Höheren E Modul höhere spannungen. Und, dass ist was ich nicht verstehe denn bei gleichen Bedingungen müssten die Spannungen konstant bleibe.

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Hallo und ein schönes neues Jahr!
Grundsätzlich hast Du Recht, die Spannungen sollten sich nicht ändern, wenn der E-Modul geändert wird, nur die Verformungen!
Für Deinen Kragbalken kann ich das nicht nachvollziehen und hab es selbst ausprobiert. Ergebnis: Die Spannungen ändern sich nicht mit dem E-Modul.
Warum für Dein Windeisen die Spannungen höher sind, muss man genauer analysieren (die parallelen Schenkel würde auch ich nicht ausschließen) - das ist eben auch die Aufgabe des Ingenieurs. Es kommt oft vor das Ergebnisse anders sind, als erwartet (wenn es anders wäre würde niemand rechnen  ). Aber man hat ja die Möglichkeit Verformungsbilder, Kontakte, Reaktionskräfte auszuwerten um so zu verstehen warum das so ist.
Das ist genau der Grund warum hier im Forum generell immer einige Fragen kommen. Also schau Dir noch einmal folgendes an:
- Verformungen (skaliert, so das man auch was sieht)
- Vernetzung (ist die unverändert? - die Spannungen werden nicht an den Knoten berechnet sondern am Integrationspunkt, von dort wird extrapoliert)
- Den Kontaktstatus (oder ist alles Verbundkontakt)?
- Reaktionskräfte der Einspannung
- Auch kannst Du die Reaktionskräfte der Kontaktflächen auswerten, wenn Du die Kontakte auf die einzelnen Flächen separierst
- Wenn alles das immer noch nicht hilft, dann reduziere Dein Modell (z.B. 1/4 Windeisen (Kragbalken) und einen Schenkel belasten, danach vielleicht ein Halbmodell rechnen...)

Wie Du schon selbst gesagt hast, sind die Spannungen durch den scharfkantigen Übergang singulär. Einen genauen Wert zu bestimmen ist schwierig (dann besser einen kleinen Radius modellieren und die Elementgröße so lange ändern, dass die Ergebnisse konvergieren - was das hilft ist ein Submodell).

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Viele Grüße von
Deepblue         

PS: War meine Antwort hilfreich? Dann freu ich mich über Unities 

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