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Hallo zusammen!

Ich befasse mich erst seit einer Woche mit CATIA-FEM (V5R17) und habe bereits eine paar Tutorials bzw. das Buch "Finite-Elemente-Methode mit CATIA V5" durch gearbeitet.

Nach einem ersten Anwendungsfall komme ich allerdings nicht weiter. Berechnet wurde eine einfache Welle, die auf Biegung und Torsion belastet ist. Als Werkstoff habe ich St52 verwendent (Stahl E-Modul 210000N_mm²).

Welche Spannung (Vergleichspannung) kann ich jetzt mit meiner Zugfestigkeit des Werkstoffs vergleichen?
Die Spannung nach Mises müsste passen, oder?
Was ist der Unterschied zwischen Elementknotenwerte und Knotenwerte? (Bei meiner Rechnung ein Delta von immerhin 30% MPa bei Mises)

Danke für eure Hilfe,

Noxis

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Hallo Noxis,

schau 'mal unter http://ww3.cad.de/foren/ubb/Forum395/HTML/000532.shtml,  Skriptlink S. 22 ff.

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MfG
kle

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Hauptnormalspannungen und Mises solltest du dir anschauen.

Wenn man große Abweichungen zwischen Knoten- und Elementspannungen hat, ist das normalerweise ein Indiz dass man an der Stelle zu Grob vernetzt hat. Die Knotenspannungen werden durch Extrapolation der Integartionspunktergebnisse berechnet. Wenn da also stark unterschiedliche Werte auftauchen sind wahrscheinlich zu wenig Stützstellen vorhanden um das Dehnungsfeld in der Region adäquat zu erfassen.

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Hallo,

vielen Dank für eure Antworten bzw. für das Manuskript.

@Mustaine:
Welcher Spannung nach Mises (Knotenwerte oder Elementknotenwerte) kann ich nun eher "vertrauen"? Eine Verfeinerung des Netzes bringt doch erheblich höhere Rechenzeiten mit sich.

Viele Grüße

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Lastfall.jpg

Hallo,

nochmal ich 

Im Anhang findet ihr jetzt auch meine zu berechnende Wellen-Naben-Verbindung. Die Lasten und Randbedingungen sind so definiert wie sie in der Realität auftreten werden. Wie schon weiter oben beschrieben:

-Beide Seiten fest eingespannt (In Realität nur Rotation möglich)
-Baugruppe auf Torsion belastet
-mittige Lagerlast
-Drucklast auf den Flanschen durch Schrumpfscheiben (Wellen-Naben-Verbindung)
-Welle im nicht gespannt Zustand durch Spielpassung in den Flanschen

Gibt es von euch Experten irgendwelche Einwände gegen meine Definitionen? Wie schon gesagt - ich bin ein Neuling :-)

Ein weiteres Problem ist, dass sich die Welle in Realität dreht. Was bedeutet, dass die Lagerlast eine Dynamische, sich pro Umdrehung ändernde Last ist. Kann ich diese Problematik in CATIA berücksichtigen?

Vielen Dank für eure Hilfe und Gruß

Noxis

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Zitat:

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Original erstellt von Noxis:
Hallo,

vielen Dank für eure Antworten bzw. für das Manuskript.

@Mustaine:
Welcher Spannung nach Mises (Knotenwerte oder Elementknotenwerte) kann ich nun eher "vertrauen"? Eine Verfeinerung des Netzes bringt doch erheblich höhere Rechenzeiten mit sich.

Viele Grüße

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Das kann ich dir nicht wirklich sagen, da ich dein Modell und dein Netz nicht kenne und ich nicht genau weiß was CATIA im Postprocessing macht. Wahrscheinlich ist es aber wie folgt:

- der Gleichungslöser berechnet die Spannungen an den Integrationspunkten
- im Postrocessing werden die Werte mit der Elementansatzfunktion auf die Elementknoten extrapoliert
- die extrapolierten Werte werden zu einem Wert pro Knoten gemittelt

Die Dinge die ich eben nicht weiß sind:
1. Wird immer gemittelt oder nur wenn die extrapolierten Elementknotenergebnisse nicht zu unterschiedlich sind? Ich glaue CATIA mittelt immer.
2. Wie werden Invarianten berechnet? Werden die Spannungkomponenten vorher gemittelt oder werden mehrere Invarianten berechnet und diese gemittelt?

Generell:
Wenn in deinem Fall die Spannungen von einem Ende eines Elementes zum anderen nicht allzu stark abfällt, dürfte der Fehler durch die Extrapolation und die Mittelung nicht zu groß sein. Hier ist halt der Ingenieur gefragt.
Um eine wirklich sichere Aussage treffen zu können bleibt aber eigentlich nur eine Netzkonvergenzstudie übrig.

[Diese Nachricht wurde von Mustaine am 21. Feb. 2008 editiert.]

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Zitat:

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Original erstellt von Noxis:
Hallo,

nochmal ich 

Im Anhang findet ihr jetzt auch meine zu berechnende Wellen-Naben-Verbindung. Die Lasten und Randbedingungen sind so definiert wie sie in der Realität auftreten werden. Wie schon weiter oben beschrieben:

-Beide Seiten fest eingespannt (In Realität nur Rotation möglich)
-Baugruppe auf Torsion belastet
-mittige Lagerlast
-Drucklast auf den Flanschen durch Schrumpfscheiben (Wellen-Naben-Verbindung)
-Welle im nicht gespannt Zustand durch Spielpassung in den Flanschen

Gibt es von euch Experten irgendwelche Einwände gegen meine Definitionen? Wie schon gesagt - ich bin ein Neuling :-)

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Wenn du beide Enden einspannst macht es keinen Sinn dort noch Lasten anzubringen.

Zitat:

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Ein weiteres Problem ist, dass sich die Welle in Realität dreht. Was bedeutet, dass die Lagerlast eine Dynamische, sich pro Umdrehung ändernde Last ist. Kann ich diese Problematik in CATIA berücksichtigen?

Vielen Dank für eure Hilfe und Gruß

Noxis

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Warum sollte sich dabei die Lagerlast ändern? Die Schwerkraft wirkt doch konstant in eine Richtung. Und die Höhe der Last ändert wahrscheinlich nur durch eine Unwucht. Oder sehe ich das falsch?

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Hallo,

und nochmals vielen Dank.

Das eine (hintere) Ende spanne ich fest ein (kein Freiheitsgrad).
Das andere (vordere) Ende hingegen erlaube ich eine Drehung um die Rotationsachse der Welle (1 Freiheitsgrad). Somit kann ich nach meinen Verständnis dort auch eine Drehmoment entlang der Rotationsachse einleiten. Oder nicht?

Die Lagerlast wird sich nicht ändern (Lasten wirken konstant in Z-Richtung). Da sich aber die Welle in Realität dreht, wird die Welle zyklisch belastet. Vielleicht hilft es, wenn man sich vorstellt man säße auf der sich drehenden Welle. Dann würde man pro Umdrehung den "Druck" des Lagers bzw. nach einer halben Umdrehung weiter "Zugspannungen" "spüren.

Viele Grüße

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