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Lastdefiniton.JPG Kontaktdefinition.JPG Gesamtverformung.JPG

Ich brauche im Rahmen einer Studienarbeit ein bisschen Hilfe bei der Auswertung der Zahnverformung im Zahnkontakt mit der Ansys Workbench R16.2.

Ich habe eine vereinfachte Stirnradstufe vorliegen. Das Ziel meiner Arbeit ist die Berechnung der Zahnsteifigkeit(en). Hierfür benötige ich die Verformung der Zähne (in den einzelnen Eingriffsstellungen). Die Vernetzung ist von meinem Betreuer bereits vorgenommen worden. Da ich (für die ersten Überschalgsrechnungen) mit der Studentenversion arbeite wurde das Netz stark vereinfacht (Die Studentenversion unterstützt nur 32.000 Knoten bzw. Elemente).

Da ich bisher nicht viele Erfahrungen mit FEM-Kontaktrechnungen und im speziellen mit Ansys habe, sind im Bild "Lastdefinition" meine Randbedingungen dargestellt (Rad1 = Ritzel, Rad2 = Rad). Sind diese für meine Problemstellung richtig definiert?

Für die Kontaktdefinition habe die entsprechenden Zahnflanken ausgewählt. Für die genaue Definition habe ich mich mit der Hilfe auseinander gesetzt. Die Einzelheiten meiner Kontaktdefinition sind im Bild "Kontaktdefinition" dargestellt. Ist der definierte Kontakt soweit richtig, oder habe ich da Fehler gemacht?

Im Bild "Gesamtverformung" ist die sich ergebende Gesamtverformung (überhöht) dargestellt. Ich hatte vor, die Verformung an den Flankenflächen auszuwerten. Um die Verformung der im Eingriff befindlichen Zähne zu bestimmen, wollte ich die Differenz der Zahnverformung (belasteten Zahns) mit der Gesamtverformung (des unbelasteten Zahnes) bilden. Im Bild "Gesamtverformung" ist jeodch bereits ersichtlich, dass die Verformungen an den eigentlich unbelasteten Zähnen ungleichmäßig sind. Daher sehe ich meine Methode kritisch und eher wenig aussagekräftig.

Hat jemand eine Idee wie ich die Zahnverformung sinnvoll auswerten kann?

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Hallo,

Der Punkt mit der Differenzbildung ist schon mal prima.
Als "Referenz" für die Differenz könnte man allenfalls den Zahn ganz rechts nehmen, weil der die globale Rotation am ehesten abbildet. Noch besser wäre, er wäre unten, wo es keine Störung durch den Zahneingriff gibt.
Aber:
Eigentlich braucht man ja nur den Drehwinkel bestimmen und dann auf den jeweils ausgewerteten Deformationspunkt beziehen. Dazu Tangenitalbewegung an der Welle ermitteln (z. B. im ungestörten Bereich unten) und dann über Radius den Drehwinkel ausrechnen bzw. über Strahlensatz die Bewegung am Auswertepunkt (Kontaktstelle?) berechnen.
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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Vielen Dank für den Hinweis,

ich bin gestern noch auf eine ähnliche Möglichkeit gekommen.
Die Auswertung werde ich, genau wie von Ihnen vorgeschlagen, global statt lokal über die Auswertung der Verschiebungskomponenten an der Nabe durchführen. Das Ziel soll es sein, die Drehwinkeländerung an allen Knoten der Nabenfläche zu bestimmen. Durch eine Mittelwertbildung der einzelnen Werte erhoffe ich mir eine höhere Genauigkeit, oder liege ich damit falsch?

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die globale Drehnung lässt sich an allen ungestörten Bereichen ermitteln.
Die Mittelung ist m. E. ingenieurtechnisch irrelevant, eine Genauigkeitssteigerung lässt sich damit nicht wirklich erreichen.
Im Gegenteil, wenn Nabenflächen zwischen den Zähnen im Bereich der lokalen Deformation durch den Zahneingriff verwendet werden, wird dadurch das Ergebnis etwas verfälscht.
Ich würde nur einen Punkt an der Nabe aus der unteren Hälfte nehmen, damit den Winkel berechnen und gut ist.

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Christof Gebhardt

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