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TestbildFliehkraftkontrollunterschiedHauptspundAbsHauptsp1.jpg VersuchsaufbauFliehkrafttest.jpg

Hallo,

ich bin zur Zeit an meiner Diplomarbeit dran und muss eine Berechnung von Glasscheiben in FEM durchführen, welche unterschiedlich belastet werden. Entweder durch Temperaturspannungen oder durch Fliehkraft.

Meine Frage lautet:

Mit welcher Hypothese kann ich die Auswertung durchführen.

Es sollte die Hauptnormalspannungshypothese sein. Aber welche die „normale“ oder die Absolute.
Wo ist der unterschied oder wie kommt der zustande?
Bei der normalen Hauptspannung gibt es Zug- und Druckspannungen mit dem jeweiligen Vorzeichen.
Das ist doch korrekt oder?

Ich habe das Problem bei einem Beispiel.
Dort wird eine Glasscheibe in einem Rahmen rotiert und erhält somit durch die Fliehkraft ansteigende Druckkräfte.

Bei der Auswertung bekomme ich sehr komische Ergebnisse. Bei der Abs Hauptspannung passt  das in etwa mit meiner Handrechnung.
Sobald ich aber die Normale Hauptspannung auswähle kommen sehr kleine Werte raus, welche auf jeden Fall nicht stimmen.
Ich füge mal ein Paar Bilder bei.

Ich würde mich über eine Antwort sehr freuen.
Da ich zur Zeit meinem Prof. keine Erklärung geben kann 

lg sebastian 

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Hallo Gibtnix,
für sprödbruchgefährdete Werkstoffe(GG,Glas) wird die (Haupt-)Normalspannungshypothese verwendet, d. h. die größste Hauptspannung im Hauptachsensystem bestimmt das Versagen, sprich Sigma1. Bei den in Catia angegebenen "normalen" Hauptspannungen handelt es sich um die eigentlichen Hauptspannungen entsprechend: Sigma1>Sigma2>Sigma3 in Catia C11>C22>C33. In catia wäre dass das Kriterium Hauptwert. Alternativ kannst die Tensorkomponenten auswerten.
Bei deinen "komischen Ergenissen" für deine Druckkräfte, ich denk mal Trägheitskräfte, wären ein paar Randbedingeungen und Bilder für das Verständnis sinnvoll. Und die "absoluten" Hauptspannungen ist so eine Catia - Eigendefinition die ich bislang noch nicht benötigt habe.
MfG     

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ModellimSchnitt.jpg DarstellungderVerbindungen1.jpg VersuchsaufbauFliehkrafttest2.jpg

Hallo renschu,

erstmal vielen Dank für die Antwort.
Ich hoffe die beigefügten Bilder sind aussagekräftiger als die Letzten.
Zum Aufbau:
Es handelt sich um einen Rahmen, welcher bei 3000rpmum die dargestellte Achse rotiert wird. Der Rahmen ist fest Eingespannt an der Stirnfläche vom Rahmen(siehe Bild). In diesem diesem Rahmen ist eine Glasscheibe eingebaut und mittels Kontaktverbindungen an den Stirnseiten mit dem Rahmen verbunden. An den Seiten wurden Gleitkontakte angebracht.
Durch die rotation entstehen Fliehkräfte, welche sich als Druckkräfte an der Glasscheibe zeigen.
Ich habe ein Exceltool geschrieben wo ich anhand des Achsabstandes die Fliehkraft bzw. die resultierende Druckkraft ausgegeben bekomme.
Diese Werte stimmen aber nur mit der Spannungsauswertung Hauptspannungen abs überein (soger sehr genau).
Bei der Auswertung nach Hauptspannung c11 kommen für die Scheibe sehr geringe Spannungen heraus. Diese stimmen nicht mit der Handrechnung überein.

Ich hoffe jetzt ist das Problem verständlicher.

lg sebastian
 

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Modell.rar

Ich versende das Modell zusätzlich. Die Analyse Datei ist leider zu groß.
Die Teile und Analyse wurden mit CATIA V5 R18 erstellt.

lg

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Hallo Gibtnix,
schön das du das Modell hochgeladen hast. Was ich meinte ist z.B. eine Skizze mit dem Modell und den RB's frei geschnitten. Übrigens deine Bilder sind nicht mehr zu erreichen. Jetzt zur Berechnung. Wie berechnest du analytisch als ebener Spannungszustand(ESZ), Modell Scheibe?
Dynamische Probleme hab ich das letzte mal im Studium gerechnet, allerdings auch nur rotationssymmetrische. Ansonsten halte ich mich an statische und themomechanische Probleme. Jetzt zu den Hauptspannungen. Beispiel: rohr unter Innendruck 1MPa: Auswertung der Hauptspannung Kriterium Hauptwert liefert auf druckbelasteter Fläche Sigma3(C33)= -1MPa -> richtig, Hauptwert absolut C33 rund 0,6MPa -> falsch. Sigma3 muss negativ sein da Druckbelastung auf dieser Fläche und dann ist auch der Betrag falsch. Ich habe noch mal in die Hilfe gesehen zum Thema, konnte hierfür allerdings nichts finden was erklärt was der absolute Hauptwert ist.
Sollte jemand mal freie Spitzen haben kann der mathematische Zusammenhang zwischen Hauptwert und dem absoluten Hauptwert ermittelt werden, die einfache Absolutwertbildung (->^2 ->sqrt) ist es nicht.
Ich würde nochmal alles checken:
- analtisches Modell Randbedingungen, RB`s der Theorie eingehalten
- FE - Modell mit der Rotation
- FE - Modell mit Ersatzkräften als Ersatz des Rotationsmodells, könnte evtl eine notwendige Koordnatentransformation für Vergleich analytisch(polarkoordinaten) und catia(kartesisch) ersparen

MfG         

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