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Autor
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Thema: FEM Berechnung einer Scheibe (7334 mal gelesen)
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Dobherrmann Mitglied Student
Beiträge: 20 Registriert: 07.10.2011
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erstellt am: 16. Apr. 2012 15:58 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hallo, ich habe ein kleines Problem und zwar möchte ich die Rotationsbelastung an einer Scheibe mithilfe des FEM-Tools in Inventor berechnen lassen. Ich möchte die Scheibe um die Y-Achse mit einer Drehzahl von ca. 6000 1/min rotieren lassen. Leider funktioniert dies bei mir nicht so wie erwartet, deshalb wollte ich euch fragen ob meine Last und meine Abhängigkeit richtig gewählt worden ist. Ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen. Vielen Dank schon mal Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Leo Laimer Moderator CAD-Dienstleister
Beiträge: 26122 Registriert: 24.11.2002 IV bis 2019
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erstellt am: 16. Apr. 2012 17:18 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Dobherrmann
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Dobherrmann Mitglied Student
Beiträge: 20 Registriert: 07.10.2011
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erstellt am: 16. Apr. 2012 17:22 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
naja FEM heißt doch unter Inventor 2012 Belastungsanalyse oder nicht? Bekomme folgende Spannungen finde aber das diese etwas zu gering sind für eine Masse von 1t und einer Umdrehung von ca 6000 1/min Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
loop29 Mitglied
Beiträge: 903 Registriert: 15.02.2004 Factory Design Suite Ultimate 2012, Dell T3600, 16 Gbyte, Quadro 4000 Dell M6800, 32 Gbyte, Quadro K5100M
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erstellt am: 16. Apr. 2012 17:30 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Dobherrmann
Was funktioniert denn jetzt nicht?? Aufgrund der Fixierung würde ich jetzt sagen, dass da keine Freiheitsgrade mehr übrig bleiben. Ergo die Scheibe kann sich auch nicht drehen. Das kann ich von hier jetzt nur grob abschätzen vom ersten raufschauen. Probier mal, ob mit dem Freigeben des Rotationsfreiheitsgrades etwas sinnvolles rauskommt. Gruß Falk [Diese Nachricht wurde von loop29 am 16. Apr. 2012 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Dobherrmann Mitglied Student
Beiträge: 20 Registriert: 07.10.2011
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erstellt am: 16. Apr. 2012 17:34 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
@Loop es klappt ja nur wie bereits geschrieben kann ich mir nicht vorstellen das eine so geringe Spannung in der Scheibe herrscht... Wenn ich einen Freiheitsgrad weg nehme dann kommt von Inventor die Fehlermeldung das nicht genügend Abhängigkeiten vorhanden sind die frage wäre dann welche Abhängigkeiten ich für eine Rotationsanalyse benötige. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Leo Laimer Moderator CAD-Dienstleister
Beiträge: 26122 Registriert: 24.11.2002 IV bis 2019
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erstellt am: 16. Apr. 2012 17:52 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Dobherrmann
Zitat: Original erstellt von Dobherrmann: naja FEM heißt doch unter Inventor 2012 Belastungsanalyse oder nicht? ...
Sorry - mangels Sysinfo wusste ich nicht um welche Version es sich handelt. Da scheint sich ja viel geändert zu haben, im 2010er gibts nur "Statische Analyse" (und Modalanalyse). Grundsätzlich: FEM erzeugt ganz schnell ganz schöne bunte Bildchen, lobenswert dass Dir das Ergebnis zumindest komisch vorkommt. Das wäre der ideale Ansatzpunkt, die Spannung in so einer rotierenden Scheibe mal manuell nachzurechnen, und die Ergebnisse zu vergleichen. ------------------ mfg - Leo Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
pepper4two Mitglied
Beiträge: 1133 Registriert: 30.11.2003
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erstellt am: 16. Apr. 2012 17:56 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Dobherrmann
Hallo Dobherrmann, schau dir mal deinen Drehzahlwert genauer an. Bei mir sind 6000 U/min noch immer 36000 grd/s eventuell kommt bei diesem Wert auch die Spannung deiner Erwartung etwas näher. Beste Grüße Matthias ------------------ Nihil Ex Nihilo Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
loop29 Mitglied
Beiträge: 903 Registriert: 15.02.2004 Factory Design Suite Ultimate 2012, Dell T3600, 16 Gbyte, Quadro 4000 Dell M6800, 32 Gbyte, Quadro K5100M
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erstellt am: 16. Apr. 2012 18:06 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Dobherrmann
^^ Bingo, 36000 grad/s ist der richtige Wert für 6000 U/min. Zweitens ist es etwas schwer nachzuvollziehen , was bei der Pin-Abhängigkeit unter tangential, radial zu verstehen ist. Ich hab jetzt mal die radiale Fixierung rausgenommen und dann hat er auch was ausgerechnet. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Dobherrmann Mitglied Student
Beiträge: 20 Registriert: 07.10.2011
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erstellt am: 16. Apr. 2012 18:11 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
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Frank_Schalla Ehrenmitglied CAD_SYSTEMBETREUER
Beiträge: 1732 Registriert: 06.04.2002 DELL M6800 Cad Admin Methodikentwickler 3D
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erstellt am: 16. Apr. 2012 20:19 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Dobherrmann
Und bitte hierauch melden ------------------ ************************************ "Das Motto des Tages" Wir hatten nie 'ne Schulung in Inventor Wir hatten nie 'ne Schulung in Methodik Wir haben keinen Wartungsvertrag Wir haben keinen Admin Wir haben trotzdem Spaß! ************************************ Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Dobherrmann Mitglied Student
Beiträge: 20 Registriert: 07.10.2011
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erstellt am: 16. Apr. 2012 20:24 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
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pepper4two Mitglied
Beiträge: 1133 Registriert: 30.11.2003 Dell Precision M6800; Intel® Core™ i7-4810MQ Prozessor; 32GB (4x8GB) HyperX HX316LS9IB/8 1600MHz DDR3L; AMD FirePro M6100 2GB GDDR5; UltraSharp FHD (1.920 × 1.080); Hybrid-SATA-Festplatte, 2,5 Zoll, 5oo GB, 6 Gbit/s, 8 GB Flash-Speicher; Spaca Mouse Pro Wireless; Cad Mouse; SWX 2013 SP5
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erstellt am: 16. Apr. 2012 20:39 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Dobherrmann
Hallo Dobherrmann, Frank meint damit das er, wie auch wir, im Bezug auf das Ergebnis auf dem Laufenden bleiben möchte. Wenn du durch unsere Mithilfe auf die richtige Lösung kommst dann ist es nur fair dieses Wissen mit uns zu teilen. So weiß dann jeder beim nächsten mal worauf zu achten ist. Beste Grüße Matthias ------------------ Nihil Ex Nihilo Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Dobherrmann Mitglied Student
Beiträge: 20 Registriert: 07.10.2011
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erstellt am: 16. Apr. 2012 20:41 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Ok alles klar werde aber wohl auf IV 2012 und IV 2013 testen hab beide Versionen auf meinem Pc und Laptop Muss nur mal sehen wie ich die Spannungen berechnen kann bei rotierenden Massen, haben so etwas bisher nie gemacht Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
pepper4two Mitglied
Beiträge: 1133 Registriert: 30.11.2003 Dell Precision M6800; Intel® Core™ i7-4810MQ Prozessor; 32GB (4x8GB) HyperX HX316LS9IB/8 1600MHz DDR3L; AMD FirePro M6100 2GB GDDR5; UltraSharp FHD (1.920 × 1.080); Hybrid-SATA-Festplatte, 2,5 Zoll, 5oo GB, 6 Gbit/s, 8 GB Flash-Speicher; Spaca Mouse Pro Wireless; Cad Mouse; SWX 2013 SP5
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erstellt am: 16. Apr. 2012 20:51 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Dobherrmann
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Dobherrmann Mitglied Student
Beiträge: 20 Registriert: 07.10.2011
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erstellt am: 16. Apr. 2012 20:55 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
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Michael Puschner Moderator Rentner
Beiträge: 13006 Registriert: 29.08.2003 Toshiba Encore mit MS Office Ein Programm sollte nicht nur Hand und Fuß, sondern auch Herz und Hirn haben. (Michael Anton)
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erstellt am: 16. Apr. 2012 21:23 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Dobherrmann
Zitat: Original erstellt von Dobherrmann: ... die frage wäre dann welche Abhängigkeiten ich für eine Rotationsanalyse benötige. ...
Man braucht hier keine Pin-Abhängigkeit, da ja ohnehin alle Freiheitsgrade gesperrt werden müssen, was auch richtig ist. Man kann also genauso ein Festlager (Abhängigkeit Fest) verwenden, das in allen Achsrichtungen gesperrt ist. Zitat: Original erstellt von loop29: ... dass da keine Freiheitsgrade mehr übrig bleiben. Ergo die Scheibe kann sich auch nicht drehen. ...
Die Scheibe darf sich auch gar nicht drehen können. In einer statischen Analyse muss die Lagerung immer vollständig sein oder die Festkörperbewegung durch ein Kräftegleichgewicht verhindert werden. Die FEM muss ja die Scheibe nicht drehen, sondern sie ermittelt nur die durch die Drehung entstehenden Fliehkräfte und verwendet diese als Last. Zitat: Original erstellt von pepper4two: ... Bei mir sind 6000 U/min noch immer 36000 grd/s ...
Das ist wohl wahr. Aber statt 36000 grd/s könnte man auch gleich 6000 rpm eingeben. Zitat: Original erstellt von Leo Laimer: ... Da scheint sich ja viel geändert zu haben, im 2010er gibts nur "Statische Analyse" (und Modalanalyse). ...
Da hat sich nichts geändert. Die Körperlast durch Rotation ist eine statische Analyse und in dieser Form seit der ersten FEM-Implementation in IV9pro vorhanden. Zitat: Original erstellt von loop29: ... etwas schwer nachzuvollziehen , was bei der Pin-Abhängigkeit unter tangential, radial zu verstehen ist. ...
Tangential ist die Rotation, radial die Änderung des Radius (Durchmessers) und axial die Verschiebung auf der Rotationsachse. Ist ja doch nicht so schwer ... oder? ------------------ Michael Puschner Autodesk Inventor Certified Expert Mensch und Maschine Scholle GmbH
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thorfynn Mitglied Ingenieur
Beiträge: 392 Registriert: 15.12.2006 Autodesk Inventor Professional 2020 Xeon E5-1650 v4 32 GB RAM NVIDIA Quadro M4000 Windows 10 64bit. 2x 24" HP ZR2440w SpaceMouse Pro
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erstellt am: 17. Apr. 2012 13:31 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Dobherrmann
Hmm... Also mich würde mal der Einsatz einer solchen Scheibe interessieren. Daten 6000 U/min, macht 100 Umdrehungen pro Sekunde. Masse der Scheibe: 1 t, sprich 1000 kg. Mal schnell ne Scheibe aus Stahl modelliert, und ich komm auf ne Scheibe mit ca 1,3 Meter Durchmesser bei 100 mm Dicke. Das macht dann eine Umfangsgeschwindikeit von guten 400 Metern pro Sekunde....... ?! Also mein lieber Scholli..... So wie das Ding aussieht, könnte es ja ein Laufrad eines Zuges sein - mit mächtig viel Bumms... ;-) Grüße, thorfynn aka Michael
------------------ Gib gut und reichlich Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Eggi17 Mitglied Dipl. Ing. Maschinenbau
Beiträge: 98 Registriert: 18.05.2009 Inventor 2012 Fujitsu Siemens Celsius R650 Intel XEON E5440, 2,83 GHz 8 GB RAM NVIDIA Quadro FX 3700 Acer TM8573T Intel Core i7-2620M 2,70GHz 8GB RAM GeForce GT540M
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erstellt am: 17. Apr. 2012 14:08 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Dobherrmann
Oder ein Energiespeicher... Hätte dann bei voller Geschwindigkeit eine Rotationsenergie von 41MJ. Ein solches Rad an einem Zug würde den ersten Überschallzug der Welt bedeuten... :-) ------------------ Ever tried. Ever failed. No matter. Try again. Fail again. Fail better (S.Beckett) [Diese Nachricht wurde von Eggi17 am 17. Apr. 2012 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Dobherrmann Mitglied Student
Beiträge: 20 Registriert: 07.10.2011
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erstellt am: 25. Apr. 2012 09:47 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hi, leider dauert es bei mir noch etwas bis wir die Spannung berechnet haben da die Gleichungen aus dem Dubbel sich etwas schwerer gestalten als erwartet;( und sich die Wahl des Werkstoffs mittlerweile von Stahl zu CFK geändert hat. Aber werde euch auf dem laufenden halten Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
M. Hanke Mitglied Konstruktionsingenieur
Beiträge: 384 Registriert: 05.12.2002 Firma: SolidEdge 2019 Premium + P&ID Design + Piping + Isogen Home: Solid Edge Academic Copy ST8, Win10
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erstellt am: 20. Jun. 2012 15:07 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Dobherrmann
---Hochschieb--- Ich habe gerade im IV2011 das gleiche Problem und möchte es nochmal mit meinen Worten beschreiben: Wenn ein Körper rotiert (Schwungrad), wirkt auf jedes Volumenelement des Körpers eine Zentrifugalkraft. Diese ist in ihrer Größe abhängig von dem Radius zur Drehachse. Wird so ein Schwungrad (oder bei mir ein Rotor) nun mal im FEM berechnet (und natürlich mit den einschlägigen Formeln gegenrechnet ;-) ) nimmt man natürlich den statischen Lastfall an, der ja für sekundenbruchteile existiert. Nun kann ich zwar im Inventor 2011 FEM (mit dem rechne ich) ein Schwerefeld angeben, aber leider kein rotationssymmetrisches Schwerefeld um die Zentrifugalkräfte mit zu berücksichtigen. Kann mir jemand sagen, ob das im IV2013 FEM geht? Eine zeitabhängige Last (schwellend, wechselnd) soll da ja möglich sein. Danke! ------------------ Gruß Michael --->> Wissen ist Macht. Nichts wissen macht auch nichts. <<---
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Michael Puschner Moderator Rentner
Beiträge: 13006 Registriert: 29.08.2003 Toshiba Encore mit MS Office Ein Programm sollte nicht nur Hand und Fuß, sondern auch Herz und Hirn haben. (Michael Anton)
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erstellt am: 20. Jun. 2012 19:07 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Dobherrmann
Zitat: Original erstellt von M. Hanke: ... um die Zentrifugalkräfte mit zu berücksichtigen. Kann mir jemand sagen, ob das im IV2013 FEM geht? Eine zeitabhängige Last (schwellend, wechselnd) soll da ja möglich sein. ...
Die Zentrifugalkraft kann man mit der Funktion "Körperlasten" (Belastungen des Körpers, Bauteilbelastungen, Eigenlast) unter "Winkelgeschwindigkeit" berücksichtigen. Das geht nicht nur in IV2013, das ging schon in IV9. Der Befehl dazu befindet sich etwas versteckt in der erweiterten Menügruppe der Lasten (Belastungen). Zeitabhängiges Verhalten gibt es in IV2013 genauso nicht, wie auch in allen vorherigen Versionen. Die IV-FEM beherrsch nach wie vor ausschließlich lineare Statik und Eigenfrequenzanalyse. ------------------ Michael Puschner Autodesk Inventor Certified Expert Mensch und Maschine Scholle GmbH Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
jupa Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Ruheständler
Beiträge: 6052 Registriert: 16.09.2004 Inventor Prof. bis 2022
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erstellt am: 20. Jun. 2012 19:22 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Dobherrmann
Zitat: Original erstellt von M. Hanke: [B Nun kann ich zwar im Inventor 2011 FEM (mit dem rechne ich) ein Schwerefeld angeben, aber leider kein rotationssymmetrisches Schwerefeld um die Zentrifugalkräfte mit zu berücksichtigen.[/B]
Körperlast, und damit auch die Zentrifugal-Belastung durch Rotation läßt sich meines Wissens schon in Inventor 2010 berücksichtigen. Jürgen Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Peter Scholz Mitglied Konstrukteur Mechatronik i.R.
Beiträge: 40 Registriert: 09.09.2002 Windows 10, HP ProBook 450 G4, Inventor 2020
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erstellt am: 20. Jun. 2012 21:10 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Dobherrmann
Habe mal eine Scheibe modelliert und so gelagert und belastet wie Michal das oben beschrieb. Wichtig ist, dass die Näherungslösung konvergiert (siehe Bild)! Vorsicht mit scharfen Ecken usw. Die max. Von-Mises-Spannung ergibt sich bei mir mit ca. 985 MPa - also das Ding wird es bei 6000 revolutions per minute zerreißen. Peter Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
M. Hanke Mitglied Konstruktionsingenieur
Beiträge: 384 Registriert: 05.12.2002
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erstellt am: 22. Jun. 2012 11:08 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Dobherrmann
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Charly Setter Moderator
Beiträge: 11980 Registriert: 28.05.2002 Der vernünftige Mensch paßt sich der Welt an; der unvernünftige besteht auf dem Versuch, die Welt sich anzupassen.<P>Deshalb hängt aller Fortschritt vom unvernünftigen Menschen ab. (George Bernard Shaw)
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erstellt am: 22. Jun. 2012 12:47 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Dobherrmann
Zitat: Original erstellt von Peter Scholz:
Die max. Von-Mises-Spannung ergibt sich bei mir mit ca. 985 MPa - also das Ding wird es bei 6000 revolutions per minute zerreißen.
Um zu dieser Erkenntnis zu kommen hätte man gar nicht rechnen müssen Aber wichtig ist in diesem Fall ja der Lösungsweg.... ------------------ Der vernünftige Mensch paßt sich der Welt an; der unvernünftige besteht auf dem Versuch, die Welt sich anzupassen. Deshalb hängt aller Fortschritt vom unvernünftigen Menschen ab. (George Bernard Shaw) Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |