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Hallo zusammen,
i hätt da mol a Froasch:
Wie ist den das mit Spitzenspannungen?
Beispiel:
Beidseitig über zwei Lagerstellen auskragender symmetrischer Biegebalken mit L=6500mm
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Rechteckrohr 250x150x5 S235J3G3
an den Lagerstellen sind seitliche Laschen mit je 2 Bohrungen angeschweißt, so das ich ein quadratisches Lochbild erhalte. Nach händischer Bereichung der Spannungen aus zwei Lasten + Eigenmasse bekomme ich am Anfang der Laschen eine Biegespannung von 40MPa.

Jetzt der Berechnung mit CosmosWorks 2004:
Volumenvernetzung in Hoher Netzqualität führt nicht zum Erfolg, weder mit der vorgeschlagenen Elementgröße von 37mm, noch mit 15mm.
Vernetzung mit Entwurfsqualität ohne geglättete Oberfläche und ohne automatische Netzverfeinerung in Krümmungen liefert mir bei der vorgeschlagenen Elementgröße von 37mm ziemlich genau diese 40MPa.- "Wunderbar", dachte ich. "Doch haste bisher keine Erfahrung mit Entwurfsqualität, mach das Netz zur Sicherheit etwas feiner."
Bei Netzgröße von 24 (Mitte zwischen "Mittel" und "Fein" bekommen ich 55MPa.
Bei Netzgröße von 15 (etwas feiner als "fein") bekommen ich 77MPa Spitzenspannung.
Natürlich muss ich davon ausgehen, dass da, wo das Rohr auf einer Kante aufliegt, durch die Rohrradien und die damit verbundene Kraftumleitung in die Seitenflächen eine lokal erhöhte Spannung anzutreffen ist. Aber wieviel ist realistisch? Wenn mir die Entwurfsqualität bereits richtige Werte liefert, brauche ich dann noch die Hohe Qualität, mit z. T. noch höheren Spannungswerten (sofern das Vernetzen überhaupt klappt)?
Wie interpretiert ihr solche Stellen auch im Hinblick auf schwellende bzw. wechselnde Belastungen?
Bin gespannt, ob ich der einzige bin,den solche Fragen bewegen....

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Gruß
Harry 

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Wenn die Spannung bei zunehmender Netzverfeinerung nach oben "abhaut", also divergiert, ist das ein Hinweis darauf daß da rein mathematisch gesehen etwas nicht stimmt. Normalerweise sollten die Ergebniswerte bei immer feinerem Netz immer näher beieinanderliegen (konvergieren).
Die Übergänge zu den Seitenlaschen mit einem kleinen Radius zu versehen, hilft solche irrealistischen Spannungsspitzen zu vermeiden.
Bei diesen Rohrabmessungen und wenn die Dicke des Materials konstant ist, könnte man es auch mal mit Schalenvernetzung probieren und das Ergebnis vergleichen.
Oder, anstatt das Netz händisch immer weiter zu verfeinern, die p-Methode einschalten und schauen, was dabei herauskommt.

Interpretieren läßt sich da IMHO nix mehr - wenn die Spannung an einer Stelle bei immer feinerem Netz nicht gegen einen bestimmten Wert konvergiert, dann hat das Ergebnis an dieser Stelle schlicht und ergreifend Null Aussagekraft.

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Hallo Ulrike,
danke für die Antwort.
Was ist denn die p-Methode? Hab zwar schon mal gesehen, dass man sowas einschalten kann, aber der tiefere Sinn hat sich mir noch nicht erschlossen. Werde aber diesbezüglich nochmal die Hilfe konsultieren.

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Gruß
Harry 

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Die p-Methode verbessert die Elemente automatisch solange, bis ein bestimmtes Kriterium erreicht ist. Begonnen wird mit Elementen 2. Ordnung (entspricht in CosmosWorks Elementen von hoher Qualität). Schaltet man die p-Methode ein, wird die Ordnung (Polynom, daher "p") der Elemente bis zum Erreichen des Abbruchkriteriums immer weiter erhöht, es werden also mehrere Schleifen durchgerechnet.
Die Online-Hilfe gibt zwar einen kurzen Überblick über den Unterschied zwischen h- und p-Methode (Stichwort "Adaptive Methoden"), aber so richtig befriedigend finde ich das Thema dort nicht behandelt 

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eine verfeinerung der netzwerkgröße im bereich eines spannungsgradienten kann zwangsläufig nicht zu einer Stabilisierung des Spannungsverlaufes führen. dazu muss man die methodik der fem etwas näher beleuchten. bei linearen strukturmechanischen berechnungen werden in den knoten die sog. verschiebungen errechnet. aus diesen dann die verzerrungen (= prozentuelle Verlängerung) und daraus via elastizitättheorie die spannungen. die in CW angezeigten knotenspannungen werden nun aus den so in Innern der elemente errechneten spannungswerten an sog. gausspunkten näherungsweise ermittelt und anteilig den knotenspannungen zugeschlagen. Dh. jedes nachbarelement trägt mit seinen "inneren" spannungen zu dem gemittelten wert der grafik bei. ein sehr großes element überdeckt nun bezogen auf den spannungsgradienten einen großen differenzbereich der spannung (links etwa 50, rechts etwa 500, mittelwert angezeigt 275). wenn die elemente kleiner werden, kann der gradient besser abgebildet werden ( selbe situation wie oben, aber rechts 2 nahe knoten; linker wert 400, rechter wert wie vorher 500, mittelwert angezeigt jetzt 450; die spannung ist scheinbar gestiegen. es ist davon auszugehen, dass wir uns in der nähe einer geometrischen singularität bewegen oder die lagerbedingung ist zu scharf formuliert worden, wo die theorie erster ordnung, die der CW zugrundeliegt nicht mehr gültig ist. die allgemein angesetzten gleichungen der elastomechanik negieren dies und vernachlässigen solche effekte zugunsten der lösbarkeit. wenn lokale spannungen tatsächlich die fließgrenze überschreiten, gibt ja das material nach und verfestigt leicht, was aber zu einem spannungsabfall führt.

die umrechnung in wechselnde und zyklische belastung ist nur naherungsweise gestattet. ich empfehle hier die berechnung mit CW prof advanced, da dort wöhlerkurven definiert werden können, um standfestigkeiten zu ermitteln.

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Herzlichen Dank Euch beiden für Eure Ausführungen!

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Gruß
Harry 

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Zitat:

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Original erstellt von Volker Kraemer:
die umrechnung in wechselnde und zyklische belastung ist nur naherungsweise gestattet. ich empfehle hier die berechnung mit CW prof advanced, da dort wöhlerkurven definiert werden können, um standfestigkeiten zu ermitteln.

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Hierzu eine gute Nachricht für COSMOSWorks Professional Anwender:
Die Pakete werden umstrukturiert und Ermüdung ist dann bereits im CW Prof Paket drin, man braucht dann also nicht mehr das Prof Advanced Bundle 

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Stimmt, ab CW2005 ist fatigue mit dabei.
Wobei ich mir noch nicht sicher bin, wie zuverlässig die für die Wöhlerkurven hinterlegten Werte sind.

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Gruß
Harry 

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