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Hallo in die Community,
ich habe ein rotierendes System auf einer Welle mit einer Pressverbindung. Nun habe ich einmal die reine Pressverbindung in zwei Lastschritten berechnet und mir den Kontaktdruck, sowie die Momentenreaktion angesehen.
In einem anderen Modell hatte ich mir mal die Lasten aus der Trägheit + Lagerungen angesehen.
Nun möchte ich beides zusammenbringen und noch die Schraubenvorspannkraft der Sicherungsmutter mit abbilden.

Meine Idee für ein Gesamtmodell:

1. Lastschritt: Schraubenvorspannung und Presspassung
2. Lastschritt: alle Trägheitskräfte der Rotation + Schraube auf Lock

Jetzt meine Fragen:

1. Muss ich das übertragbare Moment der Presspassung in Lastschritt 2 mit aufbringen in Form eines Momentes auf die Zylinderfläche? ... und dann eigentlich nur im Kontaktbereich, oder?
2. Wird die Belastung durch den Kontaktdruck weiter im zweiten LS berücksichtigt, wenn diese in LS1 berechnet wurde?
3. Wie würdet ihr die Druckverteilung auf die Rotorschaufeln aufbringen, wenn man nicht das Fluid-Struktur-Interface benutzen möchte?

Danke schonmal für eure Ideen und Meinungen.

Gruß

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Hallo Kollegen,
leider hat noch niemand seine Meinung abgegeben... ;-) Nun stoße ich allerdings auf folgendes Problem und bin trotz ausgiebiger Recherche hier im Forum nicht richtig glücklich geworden.

Ich möchte im ersten Schritt eine Presspassung rechnen. Um das Druckfeld zu bekommen, muss ich ja die Außenflächen des Rades und die Achse der Welle auf "externe Verschiebung = 0" einstellen. Genau diese Bedingung darf aber im nächsten Lastschritt nicht mehr gelten, denn dann kommen die Trägheitskräfte aus der Drehung + andere Lasten ins Spiel und die Außenfläche des Rades muss sich verschieben dürfen.

Ich muss also irgendwie das Druckspannungsfeld, welches sich aus der ersten Berechnung ergibt auf ein "gleiches" Modell mit geänderten Randbedingungen übertragen.
Nun habe ich im ersten Schritt an Submodelltechnik gedacht... allerdings will ich ja gar nicht die Gemetrie ändern, sondern nur eine Randbedingung.
Zweite Möglichkeit wäre wahrscheinlich eine ReStart Rechnung. Damit kenne ich mich leider nicht gut aus.

Was ist für den Fall aus eurer Sicht das richtige Vorgehen?

Danke für eure Hilfe!

Gruß

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Hallo,

ich versteh nicht ganz wie du die Presspassung modellierst. Versteh ich richtig, dass du die Presspassung über eine Randbedingung machen willst?
Die Presspassung würde ich über eine Kontaktbedingung machen. D.h. die Geometrie in den entsprechenden Toleranzen modellieren und dann als Kontaktflächen definieren. Die Spannungen im Kontakt bleiben für die folgenden Lastschritte bestehen.

clockworker

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Zitat:

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Original erstellt von clockworker:
Hallo,

ich versteh nicht ganz wie du die Presspassung modellierst. Versteh ich richtig, dass du die Presspassung über eine Randbedingung machen willst?
Die Presspassung würde ich über eine Kontaktbedingung machen. D.h. die Geometrie in den entsprechenden Toleranzen modellieren und dann als Kontaktflächen definieren. Die Spannungen im Kontakt bleiben für die folgenden Lastschritte bestehen.

clockworker

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Vielen Dank für deine Antwort und Gedanken.
Im Grunde mache ich das genau so. Der Kontakt ist so definiert wie du beschreibst. Allerdings habe ich (vielleicht aus Unwissenheit) noch den Außenring des Rades, sowie die Mittelachse der Welle mit einer externen Verschiebung = 0 versehen. Das wird auch im Tutorial von Herrn Gebhardt so beschrieben und macht aus meiner Sicht Sinn, da ich ja nur die Flächen des Kontaktbereichs deformieren will.
Im zweiten Lastschritt ist aber genau das dann hinderlich, weil sich anhand aller äußeren Lasten dann eben auch der Außenring des Rades verformen können muss - da darf die Verschiebung nicht mehr Null sein.

Habe ich jetzt einen Denkfehler?

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Ah, okay. Dann fallen mir zwei Möglichkeiten ein:

Im zweiten Lastschritt die Randbedingungen deaktivieren, die die Rotation sperren. Wenn du über APDL arbeitest DDELE. In der WB rechtsklick auf die zweite Zeile deiner Randbedingung und deaktivieren. Die deaktivierte Randbedingung wird ausgegraut

Nur so viele Randbedingungen definieren wie du brauchst damit das Modell konvergiert, aber trotzdem noch rotieren kann.

[Diese Nachricht wurde von clockworker am 11. Mai. 2021 editiert.]

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Danke für die Antwort. Das klingt nach einem guten Plan. Ich werde das probieren. Es kommt ja jetzt ein langes Wochenende ;-)
Allerdings habe ich noch ein anderes Problem mit dem ersten Schritt. Das werde ich als eigenes Thema mal einstellen, nachdem ich jetzt 3 Tage schon damit vertan habe.

vG

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Zitat:

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Original erstellt von clockworker:
Ah, okay. Dann fallen mir zwei Möglichkeiten ein:

Im zweiten Lastschritt die Randbedingungen deaktivieren, die die Rotation sperren. Wenn du über APDL arbeitest DDELE. In der WB rechtsklick auf die zweite Zeile deiner Randbedingung und deaktivieren. Die deaktivierte Randbedingung wird ausgegraut

Nur so viele Randbedingungen definieren wie du brauchst damit das Modell konvergiert, aber trotzdem noch rotieren kann.

[Diese Nachricht wurde von clockworker am 11. Mai. 2021 editiert.]

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Hallo, nach einigen Versuchen und zwischenzeitlich anderen Baustellen (daher der große zeitliche Abstand) bin ich mal dazu gekommen, das mehrfach auszuprobieren. Leider scheint es so, als wenn die Randbedingung "ext. Verschiebung = 0" zur Ermittlung des Kontaktdruckes trotz der Einstellung nur im ersten Lastschritt zu wirken und im Zweiten dann deaktiviert zu sein, trotzdem eine Wirkung auf die Spannungen am äußeren Rand des Verdichterrades am Ende des LS2 hat. Mache ich da etwas falsch oder muss ich doch anders vorgehen??

Alternativ fallen mir noch zwei Varianten ein:

1. Berechnung des Lastschrittes 1 in einem eigenen Modell und Übergabe der Ergebnisse ins SETUP eines zweiten Modells, welches dann den LS2 abbildet
2. RESTART Steuerung (wobei meine Erfahrungen damit eher bescheiden sind)

Danke vorab und Gruß!

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Hallo saab900

wenn es sich um die gleiche Geometrie wie im Chat "ungewollte assymetrische Schraubenvorspannung" handelt würde ich folgendes versuchen:
LS1: Kontaktberechnung - hier wird nur die richtige Kontaktsituation hergestellt, also das Übermaß der Geometrie aus dem Kontakt gedrückt. Zur numerischen Stabilisation kann man eine ext. Verschiebung verwenden, du kannst es gerne auch einmal ohne versuchen und die schwachen Federn einschalten. Wenn das nicht funktioniert würde ich die ext. Verschiebung nur auf einen Knoten aufbringen und nicht auf die gesamte Mantelfläche.
LS2: Schraubauenvorspannung und wenn die ext. Verschiebung zur Stabilisation des ersten LS verwendet wurde, diese für die weiteren LS deaktivieren
LS3: Aufbringen der äußeren Lasten.
Dieses Vorgehen dürfte auch dem realen Montageablauf entsprechen und somit hast du auch im Modell die korrekte Spannungshistorie.

Viel Erfolg
Christian Jensch

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CADFEM GmbH
Christian Jensch
Berechnungsingenieur
Tel: +49 (0)371-334262-22
E-Mail: cjensch@cadfem.de
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Ich habe das Modell entsprechend umgebaut. Es läuft alles recht gut. Allerdings kommt es im Bereich der Presspassung zu deutlichen Spannungsüberhöhungen, die in der Praxis nicht auftreten. Ich vermute, dass hier typischerweise Singularitäten auftreten. Es handelt sich um den Bereich der Presspassung der Welle-Nabe-Verbindung, modelliert als reibbehafteter Kontakt mit Durchdringung. Die Kontaktelemtgröße habe ich gesetzt. In der Literatur finde ich genau solche Presspasungen als typische Beispiele für Singularitäten, allerdings keine passende Gegenmaßnahme.

Hat jemand Ideen? Eher am Netz, an den Randbedingungen oder an den Kontakteinstellungen schrauben??

Danke schon vorab!!

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