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Keilwelle.jpg

Hallo,
derzeit berechne ich eine Keilwelle mit vier Keilen, über die ein Drehmoment übertragen wird. Habe die Flanken miteinander fixiert (Nur die Flanken in Drehrichtung). Die Welle ist am hinteren Ende fest eingespannt. Im Allgemeinen kommen die Spannungen raus, die ich erwarte (ca. 200-400 MPa) aber an den Endpunkten der Nuten (siehe Bild) gibt es an jeder Nut einen Punkt/ Knoten, der Spannugnen im Bereich von 2000 MPa aufweist. Das ist natürlich vollkommen daneben, denn dieses Teil gibt es schon und es würde ja sofort zerstört/ verformt werden. Der verwendete Werkstoff hat eine Streckgrenze von ca. 500MPa.
Was mache ich falsch?. Habe schon alles ausprobiert: Kontaktverbindungen statt fixiert, an der Vernetzung rumgespielt (Linear, Parabolisch, Dichte etc.) Interessanter Weise zeigt das Teil, trotz der lokal hohen Spannungen kaum Verformung an, wenn ich die Verformungen anzeigen lasse. Und das Gegenstück zu der Keilwelle (nicht im Bild) hat auch an den kritischen Stellen nicht annähernd so hohe Spannungen.
Kennt jemand dieses Effekt, oder hat vielleicht selbst diese Erfahrungen gemacht?
Danke für eure Hilfe.
(Mein System: Catia V5R14)

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Wo ein Wille, da ein Weg
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Hallo,

ich weiß nicht ob ich Dir wirklich helfen kann. Aber hasst Du mal probehalber mit der Geometrie gespielt?
Nur um zu sehen wo die Reise hingeht.
Z.B. mal nen kleinen Radius auf die Kante und das Gegenstück gepackt.
Es kann ja sein, daß durch die scharfe Kante an der Welle (sehr kleine Fläche) diese Spannungsspitze entsteht.
FEM berechnet ja die Verschiebung/Verformung des Netzes. Und die Spannung wird aus der Verformung abgeleitet.
Und vieleicht ist die berechnete Verformung so blöd gelaufen, daß die Kante auf dem Gegenstück landet und Kraft aufnehmen muß.

Wenn Du eine Lösung für das Problem findest, wäre es schön wenn Du bescheid sagst. Wer weiß vieleicht hat man mal das gleiche Problem.

Lineare Netze sind nur für Probeläufe brauchbar. Um zu schauen ob die Analyse richtig aufgebaut ist und läuft. Lineare Netze rechnen sehr schnell.Aber die Ergebnisse sind nur qualitativ richtig. Quantitativ sind Diese nicht zu gebrauchen.

Wenn Du halbwegs glaubwürdige Zahlenwerte benötgst mußt Du parabolisch rechnen.

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kri

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Wenn ich mir den Screenshot ansehe sieht das aus wie ein typisches Problem bei Solid-Vernetzung in FEM.
Ich würde zunächst versuchen, die Radien am Ende der Keilverzahnung wegzulassen, da diese die Netzqualität erheblich verschlechtern.
Ansonsten müsste man die Radien erheblich feiner vernetzen damit nicht wie in diesem Fall vom Grund der Keilverzahnung sehr spitzwinklige Tetraederelemente auf den Radius drauflaufen. Diese scheinen hier die Spannungssingularität zu verursachen.
Der Qualitätsunterschied zw. parabolischer und linearer Vernetzung ist bei Solids IMO wenig ausschlaggebend.

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The Beatmaster
Brain: 1 / Machine: 0

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Hallo,

vergleiche mal die Ergebnisse von komplizierteren Teilen. Da gibt es ganz schnell mal 30% Unterschied zwischen linear und parabolisch.

linear: TE4-Element, Steifigkeit ist höher als in Wirklichkeit, übertragen nur Translationsfreiheitsgrade bzw. kräfte

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kri

Warum wollen Leute, die nicht einmal einen PC sauber hoch und wieder runter fahren können, entscheiden welches Spiel ich kaufe/spiele?

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Hätte besser schreiben sollen:
"ist weniger ausschlaggebend", da meiner Meinung nach zuallererst die Netzqualität selbst möglichst gut sein sollte, und danach optimiere ich den Elementtyp
Gruß
Johannes

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The Beatmaster
Brain: 1 / Machine: 0

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