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Screenshot2023-04-15213728.jpg

Hallo zusammen,
ich hab ein Problem bei der Simulation mit SolidEdge.
Ich möchte einen Bolzen in einer Baugruppe statisch auf Biegung im Mittelpunkt untersuchen und die FEM Ergebnisse mit meiner Berechnung vergleichen. In "echt" liegt sowohl zwischen Kolben-Bolzen als auch zwischen pleuel-Bolzen eine Spielpassung vor.
Ich habe den Bolzen zunächst in Halbschalen geteilt und diese in der Baugruppe mit den entsprechenden Halbschalen des Kolbens mittels "Klebeverbindung" verbunden. Die Halbschale des Pleuels habe ich mit der entsprechenden Halbschale des Bolzens mittels "Linearkontakt" verbunden.

Die Biegespannung die mir die Simulation liefert, stimmt sehr gut mit dem rechnerischen Ergebnis der entsprechenden Formel überein.

Das macht für mich auch Sinn, da die Formel anzuwenden ist, wenn das Pleuel eine Spielpassung und der Kolben eine "Feste Einspannung" darstellt. Durch die Klebeverbindungen im Bolzen bekomme ich ja so etwas wie eine "Feste Einspannung". Richtig?

Mein Problem ist nun das ich gerne auch in den Kolben-Auflageflächen eine Spielpassung (und keine Klebeverbindung) simulieren würde, um anschließend eine Biegespannung heraus zu bekommen, welche annähernd mit dem Ergebnis der hierfür vorgesehenen Formel übereinstimmt:

Dieser zweite Fall würde der Realität entsprechen, sobald ich allerdings anstatt der Klebeverbindung einen Linearkontakt auswähle, bekomme ich die Fehlermeldung, dass das Modell nicht vollständig definiert ist.

Ich würde mich total über eine Hilfestellung freuen, ich muss die Ergebnisse bald in der Uni vorstellen 

Vielen Dank und ein schönes Wochenende !
Jon

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Jon

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Ich kenne ein ähnliches Problem bei Inventor.
Kannst du beim Kontakt des Bolzens in den Eigenschaften die axiale Verschiebung fixieren?

Oder in den Simulationseigenschaften sowas wie "starre Modi entfernen" einstellen?
Beispiel: https://inventorfaq.blogspot.com/2012/09/fem-was-bedeutet-die-option-fur-starres.html

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Es reicht nicht, sich Blödsinn nur auszudenken, wenn man ihn nicht auch bis zur letzten Konsequenz durchzieht!

[Diese Nachricht wurde von nightsta1k3r am 16. Apr. 2023 editiert.]

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Guten Morgen, dass geht meines Wissens nicht oder ich finde es nicht.

Habe die Simulation auch mal mit "Trägheitsentlastung verwenden" durchgeführt, da kommen dann plötzlich nur noch sehr sehr kleine Spannungen heraus.

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Jon

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Sieh mal in der Hilfe unter Baugruppenverbindungen nach.

Es ist zwar sehr schlecht beschrieben, aber immerhin erfährt man da ein wenig.

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Focko

Schacka Du schaffst das!

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Ich konnte etwas herausbekommen.

Hast Du schon mal mit verschiedenen Einstellungen getestet? Feinere Vernetzung, Vernetzungoptionen anpassen (Zuwachsrate, Vorbereitung für Vernetzung, minimale Anzahl Elemente...)

-Der Radialzuwachs bei der zylindrischen Randbedingung kann weg. Nur achsiale Verscheibung wird benötigt.

-Ein vereinfachter Kolben ohne Nuten usw. wäre sinnvoll. Überhaupt kann man darüber nachdenke, ob man in die Simulation nicht weiter auf das zu analysierende Teil eingrenzt.

-Eigentlich kann man das ganze Pleul fixieren. Evtl die FLäche für den Kolbenbolzen nicht.
Wenigstens die untere Pleulbohrung würde ich fixieren. Das kann ich da im Moment nicht erkennen.

-Welche SE Version hast Du? )

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Arne

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Das rechen ich wie folgt:

Mache einen Baugruppenschnitt.
Das geht hier weil die ganze Geometrie symetisch ist. Die Teilfläche hat demnach symetrische Kräfte.
Definiere die geschnittene Fläche als "Gleiten entlang Fläche".
Alle Berührungsbedingungen kannst du mit "Linearkontakt, berechnet keine Durchdringung" definieren, die Wahl des korrekten Reibungskoeffizienten ist wichtig.
Damit sind alle Netzpunkt in y/z Ebene an der Schnittfläche frei aber in x Richtung symetrisch fixiert.
Damit der Gesammtfixpunkt korrekt ist würde ich beim Koordinatensystem (ein deinem Bild) die Bohrungsfäche in x/y Ebene fixieren. Das stellt allerdings eine Vereinfachung dar, dessen Eifnluss auf die Rechnung aber gering sein dürfte.

PS: Du könntest sogar die ganze Rechnung /4 Teilen, eben weil symetrische Geometrie. An der Uni dürfte das Thema der bestmöglichsten Modelvereinfachung auch ein Thema sein?
PPS: Da du hier Spielpassungen berechenen willst, wird du ein extrem feines Netz benötigen.
Solid Edge FEM ist dazu eigentlich nicht geeigent, da der Netaufbau und deren Berührungspunkte gemittelt werden, die Kräfte werden nur an den Netzpunkten berechnet. ANSYS bietet hier bessere Möglichkeiten.

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Stimmt. An die Symmetrie hab ich garnicht gedacht.

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Arne

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Vielen vielen Dank für die Hilfe, das werde ich direkt heute nach der Abreit ausprobieren! Ja, Modellvereinfachungen sind natürlich Thema .
Sollte ich die baugruppe durch die x-z- Ebene oder y-z-Ebene schneiden? Schneide ich einfach indem ich eine Schnittanischt in der Baugruppe erstelle oder gibt es da in SolidEdge einen anderen Befehl für, sodass ich die geschnittene Fläche auch mit "Gleiten entlang Fläche" definieren kann?

Sorry für die Fragen, arbeite eigentlich nur mit Inventor.

Was meinst du genau mit "Bohrungsfläche in x-y Ebene fixieren?

Reibungskoeffizient habe ich mit 0,5 für Stahl-Alu gewählt.

Melde mich heute Abend mal ob es geklappt hat.
Nochmal vielen lieben Dank!!!!!

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Jon

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Mit Baugruppenformelement schneiden.

Aber so ganz klar ist mir die Zielsetzung noch nicht.
Benötigt man überhaupt einen Reibungskoeffizienten, wenn es eine statische Berechnung ohne Kraft in Richtung einer möglichn Verschiebung gibt. 

Für den Bolzen wäre evtl die Lagerkraft das richtige.
Falls die Kraft nach unten bekannt ist, braucht man evtl nur den Bolzen und evtl die Pleullagerung.
Ansonsten trennt man die Außenfläche des Bolzens mit 2 Ebenen in 3 Segmente auf. Oder Kante versetzen.

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Arne

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Screenshot2023-04-17165214.png Screenshot2023-04-17165348.png

Also habe es jetzt einmal mit den von dir angesprochenen Vereinfachungen simuliert und tada ich komme auf sehr passende Ergebnisse für die "reine Biegespannung".

Ist es so, wie ich das Modell vereinfacht habe, die Krafteinleitung  und die Verbindung gewählt habe auch nachvollziehbar das eine annähernd korrekte Biegespannung und das entsprechende Bild für die Spannungsverteilung heraus kommt oder Zufall? Traue dem ganzen noch nicht so ganz nachdem ich schon so viele Versuche brauchte 

Würd mich über eine kurze Rückmeldung freuen, ob die Simulationseinstellungen für euch so sinnvoll und nachvollziehbar sind. Als einzige Verbindung zwischen Pleuel und Bolzen habe ich "Linearkontakt, berechnet keine Durchdringung" gewählt.

Habe auch nochmal ein Bild mit 10 facher Verformung angehängt, da sieht man die zusätzliche Spannung durch Ovalisierung sehr gut. Finde das sieht ganz schlüssig aus, oder?

Werde gleich trotzdem nochmal die Simulation mit der ganzen Baugruppe im Schnitt durchführen.

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Jon

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Das sieht sinnvoll aus so.
Die Werte kann ich ja so nicht beurteilen.
Und wie die Fläche geteilt ist, sehe ich da auch nicht. Aber nach den Kräften sieht es doch gut aus.
Ich feu mich 

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Arne

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Screenshot2023-04-17180214.png

Ich danke dir dir!
Flächen habe ich wie in der Realität eingeteilt.

Schönen Abend!

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Jon

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Screenshot2023-04-17210308.png

Also habe es jetzt geschafft sowohl mit als auch ohne Kolben zu simulieren.

Ich komme auf zwei unterschiedliche Biegespannungen.
Ich weiß nicht ob ich etwas falsch gemacht habe, oder ob es eine einfache Begründung für die Abweichungen der Ergebnisse der beiden Simulationen a.G der Simulationsannahmen gibt.

In den Fotos ist die Verformung in 15% dargestellt.
Die Simulation mit Pleuel und Bolzen stimmt auf 2% mit meiner berechneten Biegespannung überein.
Die Simulation mit Kolben ist dementsprechend weit entfernt (niedrigerere Biegespannung).
Ich finde aber auch, dass der Bolzen sich bei der Simulation mit Kolben an den Enden nicht richtig oval verformt sondern weiter auseinander geht (vielleicht a.G des Schnittes).

Angezeigt wird die Vergleichsspannung.

Schönen Abend euch!

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Jon

[Diese Nachricht wurde von jonjuergens am 17. Apr. 2023 editiert.]

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Ah Du bist der aus den Technikerforum. Das mit der Biegespannung des Kolben wundert mich nicht. Dein Kolben ist seitlich spielfrei über eine reibungsfreie Lagerung, die unendlich steif ist, gelagert. Somit gibt es keine Kolbensekundärbewegung und auch keine nennenswerten Biegespannungen. Was sollen hier bei einen fest gelagerten Kolben bei einer reinen Druckbelastung Biegespannung auftreten wenn sich der Kolben nur veformen/dehnen kann?

Ich habe Dir ja nicht umsonst geschrieben das Du die Zylinderwand mit simulieren sollst. Scheint Dich nicht interessiert zu haben. Die reibungsfreie Lagerung ist eine völlig flasche Annahme. Entweder muss das eine Lagerung mit definierter Lagersteifigkeit sein, ohne Erfahungswerte und eine Simulation mit der Zylinderwand nützt einen das aber nichts, da man die Lagersteifigkeit nicht kennt.

[Diese Nachricht wurde von Duke711 am 18. Apr. 2023 editiert.]

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Das bleibt aber eine statische Berechnung.

Sieht doh garnkcht so schlecht aus. Man konn da m.E. auch die veränderte Verformung mit Kolben sehen.

Solid Edge Simulation ist eher zum Abschätzen für den Konstrukteur.

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Arne

[Diese Nachricht wurde von Arne Peters am 18. Apr. 2023 editiert.]

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