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SC1.JPG SC2.JPG

Hallo zusammen!

Ich möchte die Gummilager-Steifigkeiten eines Querlenkers in eine einfachte FEM-Berechnung mit einbeziehen. Die beiden Anbindungspunkte können als völlig Steif angesehen werden, so dass ich ein Virtuelle Teil mit Feder für geeignet halte.

Diese Art der Anbindung scheitert bei mir jedoch bereits bei einem vereinfachten Test bei dem ich eine Zylinderfläche mittels starrem virtuellen teil mit Feder an einen Punkt im Raum anbinde und anschließend mit einer beliebigen Kraft oder einem Moment an der gegnüberliegenden Zylinderfläche belaste.

Als Federsteifigkeiten habe ich einfach pauschal 100N/m bzw. 100Nm/rad gewählt wodurch das System doch eigentlich eindeutig bestimmt ist, oder mache ich hier einen Denkfehler?

Ich bekomme jedenfalls stets die Fehlermeldung "Singularität festgestellt (relativer Drehpunkt zu klein)" und in der Verformungsansicht verschiebt sich mein Bauteil translatorisch in eine beliebige Richtung...

Habt ihr mir einen Tip wo mein Fehler liegt? Ich bin langsam am verzweifeln...

Schonmal viele Dank!

Gruß Nico

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Hallo,

die Feder muss fixiert sein , z. B. durch Festlager.

MfG
kle

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kle

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SC3.JPG SC4.JPG

Hallo kle,

Danke für die rasche Antwort, hätt ich auch selbest drauf kommen können... 

Habe jetzt jedoch das Problem, dass sich mein Bauteil obwohl ich die Feder mit einem Festlager fixiert habe merkwürdig verformt. Der mit einem Drehmoment von 100Nm beaufschlagte Zylinder müsste sich eigentlich um 180 Grad um die Zylinderachse verdrehen. Er dreht sich jedoch nur um ca 40 Grad und dabei nimmt der Radius auf etwa den Doppelten wert zu?! (max. Spannung 18,5MPa; Alu; Darstellungsfaktor 1,0)

Wenn das Federelement den durch das Festlager gehaltenen Punkt mit meiner Zylinderfläche elastisch verbindet dürfte sich der Zylinder doch nicht merklich veformen?

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Hm, ich vermute mal (steige gerade erst in CATIA FEM ein, kennen aber Pro/Mechanica ganz gut) dass es daran liegt, dass die Volumenelemente in der Theorie nur translatorische Freiheitsgrade besitzen. Deine Momenteinleitung wird also als "Verschiebung" in tangentialer, gleichbleibender Richtung (bezogen auf den Anfangszustand) auf die Elementknoten aufgebracht, daher auch das "Anschwellen" Deines Zylinders. Probier mal die LAst nicht als Moment sondern als transl. Last in einem Zylinderkoordinatensystem zu definieren.

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na war ja ein ganz toller tip von mir.
Wie, bitte, definiere ich jetzt eine Last im Zylinderkoordinatensystem, die in phi-Richtung wirkt??? Ich kann zwar den KS-Typ "cylindrical" wählen, aber nur x,y, und z-Richtung wählen, dann benimmt sich die Kraft aber auch kartesisch.

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SC8.JPG

So ich habe jetzt mal das Moment durch zwei Kräfte ersetzt die jeweils tangential zur zylinderfläche an kleinen Vorsprüngen angreifen (SC5). Das Resultat ist jedoch das selbe: der Zylinder dreht sich einige Grad und nimmt zugleich an Umfang zu (SC6 --> Kraft-Pfeile versinken im Zylinder). Das Ergebnis ist also identisch mit einem Moment direkt an der Zylinderfläche.

Als zweites habe ich eine Kraft (1000N) an der Zylinderfläche orthogonal zur Zylinderachse angesetzt. Die Feder hat nun eine Federkonstante von 100 000 N/m damit mein Bauteil nicht zu weit aus der Einspannung driftet und eine Rotationssteifigkeit von 10 Nm/rad (SC7). Das Bauteil müsste sich somit um nahezu 90grad in Wirkrichtung der Kraft verdrehen. Tatsächlig dreht es sich um etwa 90grad, wird dabei aber etwa 10mal so breit wie zuvor (SC8). max 22MPa, Aluminium, Scalierungsfaktor 1

Jetzt bin ich völlig Ratlos, wie kann sich mein Bauteil verformen, nur weil ich es an eine Feder angebunden habe?! Es scheint als würde sich das Bauteil selbst wie eine Feder verhalten.

Hat denn noch niemand mit den Federn in V5 gearbeitet?

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SC5.JPG SC6.JPG SC7.JPG

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Verdrehwinkel.pdf

Hallo,

es muss die Verschiebung in Zylinderkoordinaten angezeigt werden. Zusätzlich lassen sich lokale Sensoren definieren, welche die Verdrehung in Längeneinheiten anzeigen. Drehwinkel in rad = Verschiebung/Radius.

Weitere Informationen dazu im Attachment.

Hinweis: Ein bewegliches virtuelles Teil mit Feder versteift die Bezugsgeometrie nicht, im Gegensatz zu dem gewählten starren virtuellen Teil mit Feder.

Bei Bedarf stelle ich das Modell als *.zip ins Attachment

MfG
kle

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kle

[Diese Nachricht wurde von kle am 02. Feb. 2006 editiert.]

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Hallo kle,

Danke dass du dir die Mühe gemacht hast!

Ich bekomme leider den letzten Schritt nicht hin, da ich nicht weiß wie/wo ich den Benutzerparameter definieren kann. Kannst du mir da noch einen Tip geben?

Des weiteren ist mir jedoch nicht ganz klar was mir dieser Sensor eingentlich bringt. Mein Problem ist ja vordergründig, dass Catia den Durchmesser des Zylinders verändert wenn ich ihn an die Feder anbinde. Somit müsste auch der Sensor falsche werte ausgeben, da die zurückgelegte Strecke eines beliebigen Punktes durch die Zunahme des Durchmessers ebenfalls größer wird.

Mein Ziel ist es nach wie vor ein Gummilager durch die Sechs Federkonstanten zu simmulieren. Dieses soll dann zwei bauteile verbinden...

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Hat denn niemand mehr eine Idee, wie diese Virtuelle Feder anzuwenden ist?

Mittlerweile denke ich fast, dass es sich um einen Programm-Fehler in Catia handelt. Andererseits ist diese Funktion ja auch nicht so exotisch, so dass dies vermutlich längst bekannt wäre...

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Feder-Analysis.zip

Ich lade jetzt mal noch das Test-Part hoch.

Vielleicht kann ja doch jemand erkennen wo der Fehler liegt...

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