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2-100.zip Bild2-100.jpg

Hallo zusammen,
habe mal wieder ein "Simulationsproblem". Das Bild zeigt eine Aufgabenstellung bei welcher die Reaktionskräfte der Schrauben bestimmt werden sollen.
Hab die Sache mal in SolidWorks vom Prinzip her modelliert und mit dem Verbindungstyp "Schraube" versehen. Nachdem ich den E-Modul der Bauteile "hochgesetzt" habe, bekomme ich nun auch brauchbare Werte für die Schraubenkräfte (F1 = 25,3 kN; F2 = 5,4 kN).
Nun meine Frage. Wenn ich jetzt nicht mit Verbindungen arbeiten möchte sondern lediglich mit normalen Einspannungen/Fixierungen, bekomme ich keine nachvollziehbaren Werte. Ich weiß aber auch nicht, was ich "Wie" fixieren muss und vor allem, wie ich dann die Reaktionskräfte an "Welchen" Stellen abgreifen kann. Das Dialogfeld "Ergebniskraft auflisten..." ist mir irgendwie ein Rätzel. Vielleicht kann mir da jemand helfen? Habe die Baugruppe, in welcher auch die beiden Simulationen (Schrauben und Fixiert) enthalten sind, mal hier angehängt.
Herzlichen Dank!
Rainer

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Wenn Du die beiden Teile ohne Schrauben fest verbindest über die Flächen,
dann sind in den Schraubenbohrungen auch keine Reaktionkräfte und -Momente.
Rechne den oberen Querbalken als Einzelteil und fixiere die Zylinderflächen in den Bohrungen, dann bekommst Du auch die Reaktionskräfte angezeigt.
Ich hoffe Dich richtig interpretiert zu haben. 
Mit Einzelteilen zu rechnen ist immer übersichtlicher und einfacher zu verstehen.  Die datei kann ich leider nicht lesen, weil meine Version nicht so neu ist.

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Klaus

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Hallo Klaus,
habe es mal so versucht wie du beschrieben hast, leider ohne Erfolg.
Ich habe an dem Balken noch zusätzlich ein Trennlinie bei 35mm eingefügt und in eine Richtung fixiert, um die "Kippkante" zu simulieren. Das Ergebnis passt aber überhaupt nicht. Hast du vielleicht noch eine Idee?

Gruß
Rainer

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Biegebalken_.PNG Biegebalken_2.SLDPRT

Hallo ,
im Anhang ein Beispiel mit den Reaktionkräften der Bohrung. 
Werde mal die komplette Baugruppe am Wochenende versuchen. 
Das Beispiel mußt Du nur noch durchrechnen, habe die Ergebnisse gelöscht, damit die Datei nicht unendlich groß wird.

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Klaus

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Hallo Klaus,
herzlichen Dank für deine Bemühungen!
Die Ergebnisse deiner Simulation stimmen aber m.E. nicht mit den analytischen Ergebnissen überein. An der Schraube "1" müssten ca. 25 kN, an der Schraube "2" ca. 5 kN wirken. Bei der Verwendung von Schrauben als Verbindung in SolidWorks passt dass auch.
Gruß
Rainer

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SWX_Balken_Stuetze.ZIP SWX_Stift_Reakt.PNG

Das vorige Beispiel rechnete ich mit irgendwelchen Daten, deswegen können die Werte auch nicht stimmen.  Es ging nur darum die Kräfte für die Schraube auszugeben.

Das Beispiel mit der Baugruppe ist das Gleiche. Die Schraube  ist als Stift eingegeben und axial fixiert ( keine Translation ) .
Weil bei der einen Schraube keine Zugkraft auftritt, ist sie unterdrückt.

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Klaus

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Hallo,
es treten aber doch an beiden Schrauben Zugkräfte auf.
Habe die Bohrungen/Zylinderflächen auch mal versucht zu fixieren, komme aber überhaupt nicht auf die richtigen Ergebnisse.

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So einfach ist die Sache nicht. FEM ist kein CAD, Du mußt Dich da schon reinknien. Was meinst Du mit Schraubenkraft ?
Die Vorspannkraft oder die Betriebskraft , oder beides zusammen ?
Wenn Du den E-Modul hochsetzt, dann landest Du beim Hebelgesetz .
Das wäre dann eine rein geometrische Angelgenheit.  Aber dafür brauchst Du kein FE-Programm.
Die analytische Rechnung kann hier überhaupt nicht mit der FE-Rechnung übereinstimmen, weil alles aus Stahl ist ( nehme ich an ) und alles nachgibt. 
Einen eindeutigen Drehpunkt für die Helbelberechnung gibt es hier nicht in der Realität.
In meinem 2. Beispiel ist auf der Schraube 2 nur Vorspannkraft und der Querbalken liegt auf der Stütze auf. In der Kontaktfläche herrscht nur Durckspannung.  ( Habe das jetzt nicht nachgeprüft ) .
Bei der Schraube 1 geht die Kontaktfläche auseinander und wird nur durch die Betriebskraft der Schraube zusammengehalten. 

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Klaus

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Hallo Klaus,
ich gebe dir völlig Recht wenn du meinst dass ich die Sache mehr aus CAD-Sicht betrachte. Natürlich sollte die FEM "etwas" andere Werte liefern als die analytische Herangehensweise. Aber genau dieses möchte ich ja nachvollziehen können. Als die o.a. Baugruppe mit dem Verbindungstyp "Schraube" simuliert habe kam ich zunächst auf ähnliche Ergebnisse im Vergleich zu analytischen Rechnung. Allerdings waren die Ergebnisse doch noch so weit auseinander, dass irgendwo noch eine Unstimmigkeit herrschen musste. Dies war natürlich der E-Modul. Nachdem ich diesen dann auf den theoretischen wert von "unendlich" gesetzt habe passten die Ergebnisse im Vergleich zu den analytischen.
Nun kann ich aber wieder einen Schritt zurückgehen und sagen, wenn die analytischen Ergebnisse passen dann sollten ja die Einspannung/Fixierung und die Kräfte richtig angesetzt (zur Aufgabenstellung) worden sein. Wenn ich nun den E-Modul auf einen realen Wert setze, ergeben sich natürlich dann Unterschiede in den Ergebnissen. Die Ergebnisse sollten dann natürlich eher der Realität entsprechen als die mit einem "idealem/theoretischen" E-Modul. Aber, die Reaktionen eines Bauteils auf eine Belastung sollten ja i.d. Regel noch prinzipiell passen! Sprich, wenn ein Bauteil an einer bestimmten Position rechnerisch auf Zug beansprucht wird, wird es ja bei der FEM nicht auf einmal auf Druck beansprucht (Grenzsituationen mal außenvor gelassen).
Zurück zu meinem Beispiel. "Schraubenkraft" war von mir natürlich blöd ausgedrückt! Ich will lediglich die Reaktionskräfte an den Positionen der Schrauben 1 und 2 ermitteln. Und wie schon gesagt, bei Verbindungstyp "Schraube" bekomme ich nachvollziehbare Ergebnisse bei normaler Einspannung eben nicht.

Gruß
Rainer

   

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Fixiert_Ideal_LI.jpg Schraube_Ideal_LI.jpg

Hier nochmal meine Ergebnisse.
Irgendetwas muss ich doch bei der "Fixierten" Simulation falsch angegeben haben, oder?

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SWX_verformung.PNG

Nein Du machst nichts falsch, die Aufgabenstellung ist total daneben.
Schau Dir mal im Bild im Anhang an was sich hier wie verformt.
( Das ist eine rechtwinklige Ansicht )
Dann überlege Dir mal wo der Drehpunkt des oberen Balken liegen könnte.
Der liegt außerhalb des Modells und meilenweit von dem analytischen Drehpunkt entfernt.  In meinem Model sind die 2 unteren Stüzten noch vereinfacht und verkürzt.  Sonst würde es noch brutaler aussehen.
Das ist kein Tragwerk, sondern eine Federwaage. Du mußt nur die beiden Stützen un 180° drehen, so daß die senkrechten Wände außen sind,  dann kommst Du dahin wo Du hin willst. Das wäre dann nur noch ein Motageproblem.

" Nachdem ich ( den E-modul )  dann auf den theoretischen Wert von "unendlich" gesetzt habe passten die Ergebnisse  "
Damit mißbrauchst Du die FEM, das ist dann nur noch Vektorrechnung oder Geometrie.  Dann hast Du auch die gleiche Kante als Drehpunkt.
FEM errechnet aus der Steifigkeit die Verformung . Die Steifigkeit errechnet sich aus dem E-Modul und der Geometrie.

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Klaus

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Hallo Klaus,
danke dir für die Erläuterung! Prinzipiell habe ich die Sache verstanden, wenn auch noch nicht verinnerlicht ;-). Auch auf die Gefahr hin dass ich hier nerve. Wie bekomme ich es aber dann hin, dass ich mit "normalen" Einspannungen, d.h. keine Schraubenverbindungen, die gleichen, "falschen" Ergebnisse bekomme wie beim Verbindungstyp Schraube?

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Anstatt der Profile nimmst Du mssives Vollmaterial, dann kommst Du fast hin ohne am E-Molul zu tricksen.
Die unteren Auflagen nur minimal hoch und dafür doppelt so lang wie der obere Querbalken dick ist. 

Eventuell kommst Du auch schon mit geschlossenen 4-kant Rohren hin.

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Klaus

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Hallo,

das werde ich die Tage nochmal ausprobieren. Mal gucken ob es funktioniert.

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