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Hallo zusammen

Ich habe eine Frage bezüglich der Kraftanzeige im Solidworks.

Bei einer statischen Analyse mit Temperaturlast will ich an einer Einspannung (fixierte Geometrie) die Kraft anzeigen lassen.
Jedoch erhalte ich bei der freien Körperkraft einen viel höheren Betrag (ca. 15 kN), während bei der Reaktionskraft nur ca 4.0 kN angezeigt wird.
Für mich macht das keinen Sinn, da doch die Reaktionskraft gleich gross wie die freie Körperkraft sein müsste?
Oder habe ich die Definitionen der Reaktions- und freien Körperkraft falsch verstanden?

Wäre froh wenn mir das jemand erklären könnte.

Vielen Dank

[Diese Nachricht wurde von Michael8787 am 04. Feb. 2014 editiert.]

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Reaktionskraft.jpg FreieKorperkraft.jpg

Nochmals Hallo

Zum besseren Verständnis findet ihr zwei Bilder meiner Baugruppe im Anhang.
Die Baugruppe besteht aus 8 x M14 Gewindestangen sowie 16 Kupferschienen.
Die Anfangstemperatur beträgt 20°C und die Endtemperatur 100°C (Temperaturlast)
Die M14 Gewindestangen sind an zwei Flächen an deren Enden fixiert.
Die Baugruppe ist mit einem globalen Kontakt verbunden.

Ich will ermitteln wie fest ich die Gewindestangen anziehen darf, damit sich die Baugruppe in radialer Richtung zu den Gewindestangen noch ausdehnen kann.
Daher will ich die Kraft wissen welche an den grünen Fixierungen wirkt.
Wie auf den Bildern zu sehen ist, geben mit die Reaktions- und freie Körperkraft (F_x) völlig unterschiedliche Werte.

Vielen Dank für eure Hilfe

[Diese Nachricht wurde von Michael8787 am 05. Feb. 2014 editiert.]

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Hallo Michael, ich verstehe Deine Frage noch nicht.

Für FX lese ich aus den Bildern -2,7E 4 und 1,17 E 3. FZ ist aber fast gleich.

Den globalen Kontakt kannst Du vergessen. Lösch den raus und gebe die Kontaktflächen alle einzeln ein.

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Klaus

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Ausdehnung.jpg

Guten Morgen Klaus

Wieder einmal vielen Dank für deine Antwort.  

Ein Gewindestangenpaar wird fest am Rahmen verschraubt sein.
Drei Gewindestangenpaare werden in einen Langloch am Rahmen geführt.

Die Gewindestangenpaare welche im Langloch geführt sind, sollen nur so fest angezogen werden damit die Kupferschienen bei thermischer Ausdehnung diese drei "schwimmenden" Gewindestangenpaare im Langloch verschieben kann.
Sprich die Kupferschienen sollen sich in der Länge ausdehnen können wie im Bild.

Wenn die Gewindestangenpaare alle fix verschraubt wären, würden sie sich unter dem Druck der Kupferschienen verbiegen.

Daher meine Berechnung wieviel Kraft an den Fixierungen (simuliert Verschraubung am Langloch) in X Richtung wirkt.
Damit ich das Drehmoment berechnen kann, welches an den Verschraubungen der Langlöcher maximal angewendet werden darf, damit die Gewindestangen sich bei Ausdehnung verschieben können.

FX sollte ja nicht so unterschiedliche Werte angeben?
(-2,7E 4 und 1,17 E 3)

Ich hoffe so ists verständlich.
Vielen Dank

[Diese Nachricht wurde von Michael8787 am 06. Feb. 2014 editiert.]

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Ich muß leider schon wieder Deinen grundsätzlichen Gedankengang in Frage stellen.

" nur so fest angezogen werden damit ... im Langloch verschieben kann. "
Das geht nicht, weil sich die Schrauben ganz schnell lockern. Entweder fest anziehen oder vor und nach der Schiene immer 2 Muttern kontern.
Oben schreibst Du von 80° Temperaturunterschied, da frage ich mich ob die Gewindestangen sich plastisch oder elastisch verbiegen.
Gefühlsmäßig tippe ich auf elastisch. Dann kannst Du einfach fest schrauben.
Falls sie sich plastisch verbiegen, würde ich einfach dünnere Gewindestangen verwenden, eventuell mit höherer Festigkeit.

Beim Biegen entsteht ein Biegemoment, beim Drehen ein Drehmoment. Ist zwar technisch das gleiche aber besser zu verstehen.

Die Verformung der Gewindestange und die daraus resultierende Kraft hätte ich einfacher zu Fuss gerechnet.
Bei der Gewindestange einfach den Spannungsquerschnitt ( Steht in Tabellen oder im Hoischen ) nehmen und daraus den wirksammen Durchmesser.
Der Rest ist ein einfacher Biegebalken. 

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Klaus

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Mir ist absolut bewusst, dass ich die Muttern kontern und mit Loctite sichern muss, war auch im vorneherein so gedacht.
Ansonsten ginge das, wie du auch gesagt hast, gegen jede Logik.

Ich habe es nochmal mit dem Biegemoment durchgerechnet und komme auf ähnliche Werte wie in der Simulation.

Ich habe die Kontaktsätze in der FEM Berechnung korrigiert und komme jetzt auf Von- Mises Spannungen von max. 900 MPa.
Eigentlich waren 8.8 Gewindestangen geplant aber diese werden sich wahrscheinlich plastisch deformieren.
Ich habe mich jetzt entschieden auf Festigkeitsklasse 10.9 zu wechseln und die Muttern mit dem empfohlenen Drehmoment fest zu ziehen.
Bei den 10.9 komme ich knapp an die Elastizitätsgrenze.
Die Werte vom FEM werden sowiso etwas höher sein als die Realität, da in der Simulation kein Spiel zwischen den Gewindestangen und den Kupfern bestand.

Vielen Dank für die Hilfe

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Bei thermischen Berechnungen muß man die ganzen Einheiten umrechnen oder alles in Meter eingeben.
Wie gut das bei SWX funktioniert weiß ich nicht, weil ich noch nicht dazu kam eine thermische Rechnung durchzuführen.

Hier hätte es auch gereicht nur ein Viertel zu rechnen, weil alles zweimal symmetrisch ist. 
Fest steht, daß SWX Simulation Probleme macht wenn der Solver iterieren muß. Das ist bei Nicht-Linearen, großen Verformungen oder Kontakten der Fall.

Bei den Spannungen mußt Du noch einen Beiwert draufschlagen, weil die Gewinde wie Kerben wirken.

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Klaus

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