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  Abhängigkeit des Sicherheitsfaktors (FOS) von der Globalen Größe/Elementgröße

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Autor Thema:  Abhängigkeit des Sicherheitsfaktors (FOS) von der Globalen Größe/Elementgröße (1737 mal gelesen)
Geri B.
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Beiträge: 5
Registriert: 02.01.2012

erstellt am: 03. Jan. 2012 13:06    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


TestszurAbhaengigkeitdesSicherheitsfaktorsvonderElementgroesse.pdf

 
Hallo Profis,

ich arbeite als Werksstudent mit Solidworks an Druckeinkapselungen für Photomultiplier, die 12 Bar Druck aushalten sollen. Die Druckeinkapselungen bestehen meist aus 3 Teilen 2 davon aus Metall: Ein Zylinder und auf diesem ein nach oben geöffneter Kegel und darauf als Abschluss eine Acrylglas-Hemisphere. Beim Simulieren der 12 Bar habe ich gemerkt, dass die Abhängigkeit des Sicherheitsfaktors stark von der Vernetzung (Elementgröße, Adaption) abhängt, aber leider die Werte nicht für kleinere Elementgrößen konvergieren oder sich um einen Wert häufen.

Ich habe eine .pdf Datei an den Beitrag angehängt, in der ihr alles was ich jetzt noch schreiben werde ausführlicher und vor allem mit Graphen finden werdet.

Den Umgang mit Solidworks habe ich mir größtenteils selbst beigebracht und bin mir demnach nicht sicher, ob ich alles richtig gemacht habe.

Die Teile der Baugruppen habe ich mit Skizzen, Aufsätzen, Schnitten erzeugt und dann in der Baugruppe durch Übereinanderlegen von "Bohrlöchern" (runde linear ausgetragene Schnitte) verknüpft.
Die Materalien wurden bestimmt. Ebenso eine Interferenz und Abstandsprüfung durchgeführt.

Dann habe ich eine statische Studie gestartet, eine Fixierung an einem Teil der Baugruppe festgelegt und die externe Last Druck auf alle äusseren Flächen angelegt.

Anfangs war es Ziel der Simulationen, wie dick die Einkapselungen sein müssen, um gerade noch den 12 Bar standzuhalten.
So habe ich mit einem Standardnetz und 3mm globaler Größe einfach Baugruppen mit Teilen verschiedener Dicken getestet und den Sicherheitsfaktor für die einzelnen Teile der Baugruppen ermittelt. Dadurch habe ich die Dicken der einzelnen Teile erhalten, die man mindestens haben muss, dass der Sicherheitsfaktor der einzelnen Teile gerade über 1 liegt und somit die Einkapselung hält.

Nun wollte ich prüfen, wie sich eine Änderung der globalen Größe auf das Ergebnis auswirkt. Ich habe also die Baugruppe mit den zuvor ermittelten Dicken (gerade so stabil) nochmals  mit anderen globalen Größen simulieren lassen.

Wenn man die erhaltenen Sicherheitsfaktoren dann gegen die Elementgröße aufträgt erhält man zwar für das Metall eine Gerade, für die Hemisphäre aber scheint der FOS vor allem für kleinere globale Größen keinen Sinn zu machen.

Um das Ganze weiter zu überprüfen habe ich die Baugruppe mit den vorher ermittelten Dicken auch noch mit einem kurvengestützten Netz simuliert und ausserdem nochmal beides mit H-Adaption wiederholt.

Die Ergebnisse die ich dort bekommen habe sehen auch recht willkürlich aus. Einzig auffällig ist, dass das kurvengestützte Netz sowohl ohne als auch mit H-Adaption fast dieselben FOS-Werte für die jeweiligen "Maximalen Elementgrößen" liefert - Ein Trend zu einem Wert ist aber nicht erkennbar.

Die Ergebnisse machen mich also relativ ratlos, denn eigentlich wollte ich die Graphen (wenn sie denn einen Trend aufweisen) fitten um dann den Sicherheitsfaktor bei einer globale Größe von nahezu 0mm bestimmen zu können.

Es wäre nett, wenn ihr euch die angehängte .pdf Datei ansehen könntet, da wird sowohl die Einkapselung als auch die Vorgehensweise genauer beschrieben. Ausserdem findet ihr da die Wertetabellen und die Graphen.

Sollte irgendetwas im Text unklar sein, bitte meldet euch, damit ich es nochmals genauer erklären kann!


Vielen Dank schonmal für Mühe und Hilfe!

Mit freundlichen Grüßen

German

[Diese Nachricht wurde von Geri B. am 03. Jan. 2012 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von Geri B. am 03. Jan. 2012 editiert.]

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Olaf Wolfram
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erstellt am: 03. Jan. 2012 13:16    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Geri B. 10 Unities + Antwort hilfreich

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R. Frank
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Hallo Gerri.

Ich denke, die Schwierigkeit liegt darin, daß Du als Sicherheit gerne eine absolute
Zahl hättest.
Aufgrund der Vernetzung, Fertigungs- und Montagetoleranzen und so weiter dürfte sich
das aber wohl eher schwierig gestalten.
Man sollte wohl also eher betrachten, in welcher generellen Größenordnung die Sicherheit
liegt.

Ich betrachte gerne mir gerne mitels ISO-Clipping, ob zusammenhängende kritische
Bereiche eine nicht zulässige Spannung aufweisen.
Also z.B. wenn Stahl verwendet wird sage ich "als Werkstoff wäre prinzipiell
worst case 1.4404 mit einer Streckgrenze von 185 N/mm2 zu betrachten.
Haben wir also größere Bereiche mit v.-Mises-Spannung >120 N/mm2 (also Sicherheits-
faktor 1.5) muss genauer hingeschaut werden (welcher Werkstoff genau, Vernetzung, usw ...)

Also in Deinem Falle würde ich die Modelle vielleicht eher zueinander ins Verhältnis
setzen und quasi sagen "Entwurf C ist kritischer als Entwurf A, während Entwurf B
unzulässige Sicherheiten aufweist" (oder so ähnlich).

Gruß
Roland 

------------------
* Keymaster of the Masterkey *

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Geri B.
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Beiträge: 5
Registriert: 02.01.2012

erstellt am: 09. Feb. 2012 08:25    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo Roland,

erst einmal vielen (verspäteten) Dank für deine Antwort.
Ich habe mich etwas in ISO-Clipping eingelesen, aber es noch nicht ausprobiert.
Habe zur Zeit Klausurenphase und da bleibt wenig Zeit für das Projekt.

Ich werde es auf jeden Fall so probieren!
Sollte ich nicht klarkommen, frage ich dann einfach nochmal nach. 

Vielen Dank


Geri

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