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Balken1.pdf

Hallo, ich als Einsteiger in die FEM-Simulation hätte eine Frage Bezüglich unterschiedlichen Balkenformen und Spannungen.

Ich hab mir zu Übungszwecken einen Balken Erstellt mir den Abmessungen l=150mm, b=30mm und h=20mm, welcher an seinem Ende mit der Kraft von 1000N belastet wird.
Analytisch komme ich zu einer Absenkung des Balkens von 0,267mm am Ende des Balkens und deiner Maximalspannung von
sigma = 75MPa

Das Ergebnis lässt sich auch recht gut mit dem FEM-Modell der Vergleichsspannung belegen.

Allerdings wenn ich einen anderen Balken nehme mit den Abmessungen l=110 b=35 und h=380 und einer Kraft von 410000N bekomme ich ein Problem.
Zunächst muss ich wohl annehmen, dass ich in diesem Fall nicht mehr mit einem Schupstarren Balken rechnen kann sondern mit einem Schubweichen da, ja l<h.

Für die Absenkung am Ende des Stabes kommt somit noch ein Schubanteil dazu.

Also gilt dann: w(l) =( F*l/(3*E*Iy))+ Gamma*F*l/G*A

Aus dieser Gleichung erhalte ich w(l) = 0,0546mm

Dieses Ergebnis passt somit auch recht gut mit meinem Modell.

Bei der Spannung bekomme ich allerdings Probleme, da beim Schubweichenbalken, die Schubspannungen an den Rändern nicht Null werden, fließen diese mit in die Vergleichspannung ein und ich bin mir einfach nicht Sicher mit meinem erhaltenen Ergebnis.

Mein sigmay beträgt bei diesem Balken an der Einspannung (analytisch) 53,54MPa

Beim FEM-Modell bin ich weit von diesem Wert entfernt. Meiner Meinung nach ist das der Anteil der Schubspannung in der Vergleichsspannung, die zu diesem Unterschied führt.

Ich bin mir halt auch nicht sicher mit meinem virtuellen Teil im 2. Beispiel, aber ansosnten bekommt man ganz komische Verformungen.

Bilder sind im Anhang. Ich hoffe einer kann mir bei meinem Problem helfen.

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