---

Bild.png Bild_2.png

Hallo;

ich versuche mich seit einigen Tagen an einer Stirnradverzahnung. Nach längerem Probieren, habe ich eine Lagerung zusammengestellt, die meiner Meinung nach alle Bewegungen sperrt, bis auf die Rotation des Antriebsrades um die z-Achse.
Leider bekomme ich immer die Fehlermeldung:"Mindestens ein Körper ist möglicherweise nicht mit genug Randbedingungen versehen, so dass sich Starrkörperbewegungen ergeben. Es wurden schwache Federn eingesetzt, um eine Lösung zu erzielen.  Einzelheiten hierzu finden Sie im Hilfesystem unter 'Problembehebung'." Gibt es eine bestimmte Möglichkeit nachzuschauen, wo schwache Federn hinzugefügt worden sind?

Des Weiteren glaube ich das meine Kontaktbedingungen falsch sind. Auch dort habe ich mit reibungsfrei und Keine Trennung ausprobiert. Doch wenn ich mir die Spannungen im Ergebnis anschaue, dann ist die maximale Spannung auf der Druckseite des Zahns und das ist ja laut Theorie falsch. Sie müsste eigentlich auf der Zug-Seite sein. Liegt das an den Kontaktbedingungen oder könnte ich wo einen ganz anderen Fehler drin haben?

Könnte mir da jemand bitte weiterhelfen?

PS ich weiß das ich ein sehr schlechtes Netz habe  . Ist nur am Anfang wegen der Rechenzeit.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

warum hast du sowohl lagerungen als auch verschiebungen an den gleichen stellen? ist es nicht double-gemoppelt? normalerweise reicht  nur verschiebung.

------------------
Grüße, Moe

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hey Moe;

danke, dass du dich auf meinen Beitrag gemeldet hast. Ja das stimmt, aber es kommt immer die Warnung, dass der Körper nicht mit genug Randbedingungen versehen ist und deswegen schwache Federn eingesetzt worden sind. Jetzt bin ich am ausprobieren, wo das sein könnte und rein theoretisch habe ich ja alle Richtungen gesperrt, bis auf die eine Rotationsrichtung, wo ich das Moment aufbringe.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo,
wenn Du wissen möchtest, welche Freiheitsgrade Deine Baugruppe noch besitzt, kannst Du auch eine Modalanalyse mit diesen Randbedingungen machen, es sollten dann keine Starrkörpermoden mit 0Hz mehr auftreten. Das beantwortet Dir dann auch die Frage:
"Mindestens ein Körper ist möglicherweise nicht mit genug Randbedingungen versehen..."
Was mir sonst noch auffällt:
1. Wenn Du ein Drehmoment aufgibst, muss dieses auch irgendwo abgenommen werden, sonst dreht sich Dein Getriebe - dies ist eine Starrkörperbewegung
2. Verwende die Randbedingung "Remote Displacement", dort kannst Du auch die Rotationen sperren bzw. frei lassen (Du musst dann den Drehpunkt richtig definieren). Beim Abtrieb muss die Rotation um Z gesperrt werden.
3. Ein Reibungsfreier Kontakt sollte funktionieren
4. Schwache Federn sollten nicht nötig sein (ich schalte diese immer aus), wenn Du sie doch verwendest, dann musst Du diese Auswerten
5. Dein Netz ist für eine Spannungsauswertung viel zu grob (das sehe ich am Spannungsverlauf). Zum testen ob die Rechnung läuft aber erst mal ok.

------------------
Viele Grüße von
Deepblue         

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

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo Deepblue;

vielen Dank für deine Antwort. Also bei der Modalanalyse kommt keine 0 Hz raus, aber die Körper blähen sich unheimlich auf und das sollte ja vermutlich nicht sein.

zu 1. also das Drehmoment sollte vom anderen Rad abgenommen werden. Weswegen ich das Abtriebsrad fest gelagert habe.
zu 2. wenn ich externe Verschiebungen nehme, bricht er die Lösung ab. Eigentlich wäre ja zylindrische Lagerung in meinem Fall gut geeignet, doch leider lassen sich die Flächen nicht auswählen. So mal ganz blöd gefragt, wie wende ich zylindrische Lagerung richtig an?
zu 4. wo kann ich die schwachen Federn ausschalten?
zu 5. ja das stimmt  , das hab ich auch nur gemacht damit die Rechenzeit zum einstellen der RB nicht so lang ist

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

man sollte die erstmals die Randbedingungen sauber differieren, um später den Fehler finden zu können.

Schwache Feder dienen v.A. zur Stabilisierung der Kontaktregionen. Die dürfen nicht die Fehlerquelle dafür sein, dass das System statisch verschieblich ist.

Bzgl. Kontakt, "Keine Trennung" ist bestimmt nicht der richtige Ansatz für dieses Problem.

------------------
Grüße, Moe

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Remote-Displ.jpg Cyl-Support.jpg

Hallo,
wenn Du keine 0Hz hast, dann sind Deine Randbedingungen eigentlich ok.
Ansonsten kannst Du Dir in den Bildern alternative Randbedingungen anschauen.
Beim Remote Displacement wird im Grunde ein Punkt definiert (Remote Point) für den die Freiheitsgrade festgelegt werden (daher auch x,y,z Koordinaten - die sind für den Punkt, Mechanical wählt immer automatisch den Flächenschwerpunkt).
Die schwachen Federn kannst Du in den Analyseeinstellungen ausschalten.

------------------
Viele Grüße von
Deepblue         

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

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Bild.png

Hallo;

erstmal vielen Dank für die Antworten  .

also von der Lagerung her werde ich es jetzt so machen, dass ich eine fixerte und eine reibungsfreie Lagerung verwende und jeweils mit einer Verschiebung die Bewegung in Richtung z-Achse blockiere. @deepblue: bei externen Verschiebungen bekomm ich immer die Fehlermeldung:"Mindestens ein MPC-Kontaktbereich oder eine externe Randbedingung steht möglicherweise in Konflikt mit anderen angewendeten Randbedingungen oder anderen Kontaktbereichen."

Ich denke die Lagerung ist jetzt soweit in Ordnung und das Problem liegt eigentlich bei dem Kontaktbereich. Hier nehme ich reibungsfrei und verwende den  Augmented-Langrange-Verfahren. Die Kontaksteifigkeit lasse ich dabei jede Iteration aktualisieren. Des weitern, habe ich auf Berührung anpassen vorgegeben. (Ist dies ein Problem wenn zwischen den Flanken ein kleiner Spalt ist?) Der Spannungsverlauf ist hierbei aber nicht realistisch, da meiner Meinung nach die höchste Spannung immer auf der Zugseite vom Zahn auftreten muss. Bei mir aber genau umgekehrt ist (siehe Bild). Könnte das an einer flaschen Definition der Kontaktbedingung liegen? Was würdet Ihr anderster definieren?

freundliche Grüße
Alex

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo,
die Fehlermeldung von der Du berichtest ist wahrscheinlich nur eine Warnung - rechnen sollte er trotzdem, oder?
Die Meldung besagt, dass Du mehrere Randbedingungen an der selben Geometrie definiert hast. Normalerweise definierst Du eine Randbedingung für jedes Rad, dann sollte es kein Problem geben... Wie dem auch sei, Du schreibst ja, dass es daran nicht liegen sollte!
Zu Deinem Kontakt:
Wie hast Du den genau definiert? ... Wenn Du es richtig gemacht hast, ist der Kontakt zwischen den Wälzflächen definiert...
Dann schau Dir mal die Verformungen in der Animation an, einmal mit Skalierung und einmal ohne - und sieht das plausibel aus?
Ich würde außerdem vermuten, dass Du in der Zahnflanke zu wenig Elemente hast? Stell doch mal ein Foto ein, dass ist nicht unwichtig, da der Kontakt normalerweise über die Integrationspunkte gerechnet wird...

------------------
Viele Grüße von
Deepblue          

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

[Diese Nachricht wurde von deepblue am 20. Nov. 2015 editiert.]

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo nochmal,
ich sehe gerade den Grund für die Meldung mit dem MPC-Kontaktbereich:
Du verwendest ja ein Moment auf der Stirnfläche - dahinter versteckt sich auch ein Remote Point. Da die Stirnfläche eine Kante mit dem Zylinder innen teilt, kommt die Warnung (wenn der rotatorische Freiheitsgrad dort nicht gesperrt ist, ist das kein Problem, die Warnung besagt nur, dass die Kante mit 2 Remote Points verbunden ist und es Probleme geben kann - man muss die Ergebnisse prüfen).

Du hattest geschrieben, dass die Modalanalyse eine Eigenform mit 0Hz gezeigt hat. Eigentlich kann das nicht sein, denn die Rotation des antreibenden Rades müsste mit 0Hz ausgewiesen werden!?

------------------
Viele Grüße von
Deepblue         

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

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Die Null Hertz  in der Modalanalyse müssen nicht exakt Null sein, sondern ingenieurtechnisch Null.
Bei einer 1. physikalischen Eigenfrequenz von 1000 Hz sind 0.01 Hz z. B. auch praktisch Null. Das wäre dann so eine Null Eigenfrequenz, die die Bewegungsrichtung anzeigt.

Das Aufblähen ist nur ein Darstellungsthema, kein Rechenproblem.
Bitte mal einen KReis zeichnen. Dann tangentiale Verschiebungsvektoren an diesen KReis zeichnen. Dann die Spitzen dieser Vektoren verbinden um die rotierte Geometrie darzustellen. Upss... Ja, deshalb sieht eine skalierte Rotation oft so aus, als "blähe" sie sich auf. Tut sie aber nicht, ist nur ein Darstellungsproblem aufgrund des Skalierens.

Wie im anderen Post geschrieben: An und für sich sieht das Ergebnis insgesamt durchaus plausibel aus. Dass die Spannungsverteilung nicht gut ist, ist klar, dazu ist das Netz VIEL zu grob.
Bitte Vergleichen: gemittelte und ungemittelte Spannungen. Solange diese stark voneinander abweichen --> Netz zu grob.

Viele Grüße
CG

------------------
Christof Gebhardt

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

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Vielen lieben Dank deepblue und cgebhardt für die Antworten.

Ich werde morgen das Netz lokal verfeinern und die Spannungen vergleichen. Ich denke wirklich, das ich viel zu wenige Elemente im Kontakbereich habe. Vielleicht verhält es sich dann realistischer.
Die Verformungen habe ich mir angeschaut und sind soweit auch plausibel, also Zahn biegt sich in die richtige Richtung etc.

mit freundlichen Grüßen
Alex

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

DefinitionKontakt.png

Hallo zusammen;

also ich habe nun verschiedene Methoden der Netzverfeinerung ausprobiert. Einmal adaptive Vernetzung, habe aber leider die vorgegebene ??? nicht erreicht. Hieraufhin habe ich manuell die Elemente verkleinert. Die Übergänge zwischen den Spannungen sind schon besser und ich habe die gemittlete und ungemittelte Spannung verglichen. Auch hier sind noch kaum Unterschiede zu erkennen. Das die maximale Spannung nicht auf der Zugseite im Fuß des Zahnes liegt, ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass die Positionierung der Flanken zueinander nicht optimal ist, sondern die Kraftangriffe zu weit oben statt finden.

Ich hätte noch eine Frage zur Vernetzung: In der Literatur steht, dass Hexaeder nicht so "steif" sind wie Tetraeder und deswegen bessere Ergebnisse liefern. Jetzt wollte ich eine reine Hexaeder Vernetzung machen, leider dauert dies ziemlich lange und er bricht auch immer ab wegen "allgemeine Fehler". Sollte man als Element unbedingt so viele Hexaeder wie möglich verwenden?

Zu dem Kontakt habe ich ein Bild hochgeladen.

Anmerkung zur Lagerung: Ich habe nun doch die zylindrische Lagerung genommen. Ich habe auch rausgefunden, warum dies am Anfang nicht bei mir ging. Ich hatte die Geometrie als .igs Datei gespeichert und da wurden die Flächen nicht anerkannt. Jetzt habe ichs als .stp gespeichert und es geht.

Kann man Workbench während der Vernetzng auch unterbrechen/abbrechen? Und kann man die Zellgröße sich anzeigen lassen? Manchmal merke ich, dass ich eine zu kleine Elementgröße vorgegeben habe und dann läuft aber schon die Vernetzung sehr lange und würde sie gerne unterbrechen.

Ein Bild von der Vernetzung liefere ich gleich nach. (Er rechnet noch ein bisschen  )

Mit freundlichen Grüßen
Alex

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Entschuldigt bitte, für die ??? soll eigentlich Konvergenz stehen. Also ich habe bei der adaptiven Vernetzung keine Konvergenz erreichen können.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Netz.png Spannungsverlauf.png

Die versprochenen Bilder

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo,

fuer einen Hertzschen Kontaktdruck ist die Vernetzung noch zu grob. Das sieht man an der Spannungsverteilung im Vergleich zur Netzdichte und an dem noch unsmoothen Verlauf. Wie sehen denn die Bilder und Zahlenwerte von gemittelten und ungemittelten Spannungen aus? Ich kann mir nicht vorstellen, dass die beiden bei diesem Netz gleich sind.

In Kontaktsituationen tritt das Maximum physikalisch unterhalb der Oberflaeche auf. Zeigt die FEM das nicht, ist das Netz zu grob. Die Belastung ist hier sehr gering, dadurch ergibt sich eine geringe Abplattung und eine sehr lokale Spannungskonzentration und dadurch ein noch verstärkter Bedarf fuer ein feines Netz.

Zum Vergleich: so ein Netz kann gute Ergebnisse im Kontakt liefern
http://forum.cad.de/foren/ubb/uploads/enra/seqv.jpg

Hier noch ein paar Tipps http://www.cad.de/foren/ubb/Forum101/HTML/006407.shtml

Ist dieser Kontakt-Punkt ueberhaupt für die Auswertung relevant oder geht es nur um die Zahnfussspannungen? Die sind deutlich weniger kritisch was die Netzfeinheit angeht. Dazu zuerst die Flachen der Verru dung slektieren, dann Ergebnis definieren dh Ergebnis nur auf der Verrundung darstellen, dann gemittelt /ungemittelt vergleichen.

Viele Gruesse
CG

------------------
Christof Gebhardt

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

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo cgebhardt;

vielen Dank für die hilfreichen Tipps und ja du hattest Recht, das Netz musste noch feiner werden.

Für mich ist die Kontaksituation von Bedeutung und eher weniger die Zahnfußspannung. Ich hatte nur anfangs gedacht, da dort eine kritische Stelle ist, dass ich die gut zum Überprüfen der Plausibilität meines Models nehmen kann.

Jetzt mit dem feineren Netz schaut das schon viel besser aus. Ich hätte aber trotzdem noch eine Frage. Ich wähle zum einstellen der Elementgröße immer die jeweilige Fläche aus und verfeinere Sie. Wäre es auch möglich, dass Netz sozusagen in den Körper gezielt zu beeinflussen oder geht das eigentlich immer von den Oberflächen aus?

freundliche Grüße
Alex

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Gut.
Ja, das geht, die Funktion ist "Sizing" zw. "Elementgröße"(nicht Refinement/Verfeinerung, auch wenn der Name gut klingt).
Man braucht dazu allerdings ein Koordinatensystem an der Stelle der Berührung (oder etwas darunter, kommt aber nicht so genau drauf an).
Dann schaltet man die Option "Elementgröße" auf Einflussbereich um. Dann kann man ein Koordinatensystem auswählen (das in der Berührzone liegende), einen Radius eingeben, in dem das Netz verfeinert wird und eine Elementgröße für diesen Bereich. Was dann passiert?  Innerhalb einer Kugel mit dem angegebenen Radius wird die Selektion um die Position des Koordinatensystems herum verfeinert. Es ist sinnvoll, das VOLUMEN des Körpers zu selektieren, damit die Verfeinerung sich ebenfalls auf das Volumen (und nicht nur auf die Oberflächen) bezieht.

Viele Grüße
CG

Siehe auch hier (Auszug aus dem alten DesignSpace-Buch, Buchseite 294, da ist zufälligerweise der Hertz-Kontakt enthalten):
http://files.hanser.de/hanser/docs/20090417_2941711217-120_9783446417397_LP.pdf

------------------
Christof Gebhardt

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

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo cgebhardt;

vielen Dank für die Anleitung, dies wird mir glaube ich sehr weiterhelfen, wenn ich die Zahnverformungen bestimmen möchte. Ich komme nur diese Woche leider nicht an den PC in der Uni, werde es aber nächste Woche sofort ausprobieren.

mit freundlichen Grüßen
Alex

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hallo cgebhardt;

vielen Dank für die nützlichen Info, auch die richtige Vernetzung bei einer Hertzschen Pressung hat mir wirklich sehr weitergeholfen.

Mit freundlichen Grüßen
Alex

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP