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Verzerrung.PNG Lager_Krafte.PNG Kontakt_Profil-Strang.PNG

Hallo Zusammen,

im Rahmen meiner Studienarbeit untersuche ich das dynamische Verhalten von einem Zahnriemen. Das Projekt ist meine erste Erfahrung mit FEM/Ansys. Mein Problem ist, wie auf dem Bild zu sehen, dass es das Netz des Profils an den Höchstbelastesten Stellen (Zahneingriff im Lasttrum) eigenartig zerreißt/verzerrt. Habe schon einiges bei den Kontakteinstellungen ausprobiert und versucht das Netz zu verfeinern, dass das Profilnetz nicht mehr "durchschlüpfen" kann aber nichts hat bisher wirklich funktioniert. Denke für die Ergebnisse hat es keinen großen Einfluss jedoch würde ich die Visualisierten Ergebnisse gerne verwenden, welche im Moment leider noch sehr unschön aussehen. Die Simulation ist zur Vereinfachung in 2D und die beiden Scheiben sind als starr eingestellt. Der Riemen besteht aus Gummi mit einer Glasfaserschicht (quasi die Stränge) dazwischen. Weitere Infos auf den Bildern und wenn noch was benötigt wird kann ich es gerne ergänzen  Bin über jede Hilfe/Idee dankbar und werde alles direkt ausprobieren.

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Hallo Ochinori,
was für einen Analysetyp (statisch, transient, explizit dynamisch) benutzt du für die Berechnung und wie sind deine Randbedingungen genau definiert?

Viele Grüße

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Hallo Acki,

es handelt sich um eine Statisch-mechanische Analyse (für die Vorspannung des Riemens) mit angehängter Modalanalyse und dann harmonischer Analyse. Die Randbedingungen sind in zwei Schritten aufgebaut (wegen Konvergenz). Schritt 1: Beide Scheiben sind durch externe Verschiebung definiert (Klein: um z frei; Groß: in x frei) und es wirkt eine externe Kraft von etwa 1000 N (Vorspannung) auf die große Scheibe in x-Richtung. In Schritt 2 kommt ein Moment von ca. 10 Nm auf die kleine Scheibe dazu. Bei der harmonischen Analyse gibt es ebenfalls die Randbedingung des Antriebsmoments von 10 Nm auf die Kleine Scheibe (bin mir aber nicht sicher ob das dann doppelt drin ist aber ohne die Vorspannung mit 10 Nm kommen schlechtere Ergebnisse raus)

Viele Grüße

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Sieht nach Kontaktproblemen aus, das Netz am Kontakt innerhalb der Elemente vom Zahnriemen ist viel zu differenziert. Kontakte sollte nahe zu gleich, zumindest mit nahe zu gleicher Netzdichte vernetzt werden.

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Könnte auch sein, dass es einfach zu Nichtlinearitäten kommt. Sind die Dehnungen im allgemeinen sehr hoch?

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Verzerrung_neu.PNG

Optisch wird es durch das angepasste Netz besser aber das Grundproblem bleibt glaube ich das selbe. Aber sieht schonmal besser aus als davor!

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Verformung.PNG Verformung2.PNG

Die Gesamtverformung bei der ersten Eigenfrequenz ist max. 3 mm und denke ohne das Zerreißen wäre es noch deutlich weniger.

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Warum ist der Zahnriemen überhaut über Kontakte zusammengesetzt? Kontakte wirken generell Geschwindigkeitshämmend. Ich würde den Zahnriemen über gemeinsame Netzknoten aufbauen und nicht über Kontakte.

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VerbundeneKnoten.PNG

Auch mit verbundenem Netz statt Kontaktbedingungen tritt das selbe Problem auf. Aber werde denke ich ab jetzt trotzdem das verbundene Netz benutzen wenn das für diesen Fall besser geeignet ist. Danke!

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