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Blechblech.PNG KontaktSchraubeLoch.png StabBlechSchraubenDummie.PNG

Hallo Leute,

ich habe ein kleines Problem mit meiner FEM, wie sich herausgestellt hat dauert die Simulation ungewöhnlich lange durch die Verwendung von Kontakten auf "Getrennt".

In den Bildern sollte zu erkennen sein, wie ich versucht habe das Problem "Schrauben" zu umgehen.

Ich habe alle Schrauben durch Dummies ersetzt und wie in den Bildern modelliert.

Die Sacklochschraube ist über eine im Durchmesser kleinere Bohrung verbunden.

Ist meine Herangehensweise generell falsch.

Oder gibt es evtl. bessere Alternativen?

Die Schraubenverbindung an sich muss nicht berechnet werden aber ich würde gerne das "Umfeld" so realistisch wie möglich Simulieren und hatte gehofft durch die von mir gewählte Konstruktion würde sich dafür eignen.

Gruß

Max

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Zitat:

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Original erstellt von MaxMix:
... dauert die Simulation ungewöhnlich lange durch die Verwendung von Kontakten auf "Getrennt" ...

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Ja, abhebende Kontakte, wie z.B. der Typ "Getrennt", sind sehr rechenintensiv. Wo haben sie denn in diesem Modell eine Relevanz?

Bei den Schraubverbindungen sollte man sich fragen, ob man sie überhaupt modelltechnisch darstellen muss und wenn ja, ob ihre Vorspannung berücksichtigt werden soll oder nicht.

Was ist denn das grundsätzliche Berechnungsziel dieser Untersuchung?

Was die Antwortzeiten betrifft ist man heute schon sehr verwöhnt. Als ich angefangen habe mich mit FEM zu beschäftigen, waren Rechenzeiten von mehreren Stunden die Regel. Baugruppen konnte man sinnvoll nur über Nacht rechnen lassen. Dafür hat man sich aber beim Aufbau des FE-Modells im Vorfeld ein paar Gedanken mehr gemacht.

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Michael Puschner
Autodesk Inventor Certified Expert
Mensch und Maschine Scholle GmbH

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"getrennt" sollte der Kontakt zwischen den Blechen oder auch zwischen Stab und Blech sein oder ist das schon falsch? und es muss "gleitend/nicht getrennt" oder so gewählt werden?

Wenn ich die Bleche über ihre gesamte Fläche dem Kontakt "verbunden" zuordne verfälsche ich doch das Ergebnis?! Selbiges gilt doch auch, wenn auch in geringerem Maße für die Verbindung Stab/ Blech... oder irre ich mich?

Ziel der Untersuchung ist die Festigkeit des Gesamtmodells, die Schrauben an sich sind durch eine zusätzliche Berechnung abgedeckt und haben daher keine Relevanz aber um die Umgebung der Schrauben zu berechnen ist mir nur die von mir dargestellte Möglichkeit eingefallen.

Off Topic: An sich wäre es auch nicht so das Problem, dann für die Berechnung ein wenig zu warten... aber leider bricht Inventor die Simulation aufgrund Speichermangel dann leider ab ( anderer Thread)

[Diese Nachricht wurde von MaxMix am 18. Jun. 2012 editiert.]

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Zitat:

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Original erstellt von MaxMix:
... Wenn ich die Bleche über ihre gesamte Fläche dem Kontakt "verbunden" zuordne verfälsche ich doch das Ergebnis?! Selbiges gilt doch auch, wenn auch in geringerem Maße für die Verbindung Stab/ Blech... oder irre ich mich? ...

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Kommt, wie schon gesagt, darauf an, was genau untersucht werden soll.

"Die Festigkeit des Gesamtmodells" ist keine hinreichende Antwort darauf.

Oder das Ergebnis ist "42" ... 

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Michael Puschner
Autodesk Inventor Certified Expert
Mensch und Maschine Scholle GmbH

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gesamtmodell.PNG

Bezogen auf die Verbindung Stab/ Blech... wäre ein Ergebnis die Information über die Stabilität, d.h. bricht der Stab oder tut er es nicht und da die Schraube aus Stahl und der Stab aus Aluminium (+Helicoil) ist eine entscheidende Schwachstelle ja auch die Umgebung der Schraubenverbindung, da dort das Material ja dünner ist als im Rest des Stabes und die Schraube bei einer Querbelastung ausbrechen könnte...

Edit: Ich habe mal ein Bild des Gesamtmodells angehängt... an den gelb markierten Stellen wird das Modell aufgehängt und dort sind auch viele der Schraubenverbindungen.

Die Belastung ist eine Schwerkraftsbelastung.

Kann ich denn dort die Kontakte auf "verbunden" lassen ohne das ich ein verfälschtes Ergebnis in Bezug auf die Festigkeit meines Modells bekomme? Und evtl. Schwachstellen in der Konstruktion übersehe??

[Diese Nachricht wurde von MaxMix am 18. Jun. 2012 editiert.]

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Mit "getrennten" Kontakten lief die Simulation gestern 8 Stunden ohne Ergebnis 

Ich versuche nun das ganze mit allen Kontakten auf "verbunden" aber das ist ja dann nicht so aussagekräftig?

Jemand eine Idee?

Gruß

Max

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Zitat:

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Original erstellt von MaxMix:
...lief die Simulation gestern 8 Stunden ohne Ergebnis...

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Wir hatten ja schon Diskussionen über ebendieses Modell.
Leider kann ich keine konkrete Hilfe geben, da ich weder das FEM vom IV 2013 kenne, noch das Modell samt Randbedingungen zur Verfügung steht.
Aber grundsätzlich kann man sagen, wenn eine FEM-Analyse nicht in 10-15 Minuten Rechenzeit ein Ergebnis liefert, kommt mit guter Wahrscheinlichkeit auch nach stundenlangem Herumrechnen nichts Gscheites raus, und man sollte dringend die Vorgangsweise überdenken.

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mfg - Leo

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Wenn wir das Problem auf den kleinsten Nenner runterbrechen und die "einfache" Verbindung von Stab und Blech mittels Schraube/ Gewinde und Blech/ Blech mit Schraube/ Mutter betrachten.

Welche ist hier die richte "Vorgangsweise" um eine FEM Belastungsanalyse durchzuführen?

Methode 1 Schraubenverbindung per Schraubengenerator einfügen und
a) Kontakte so lassen wie automatisch vorgegeben
b) Kontakte auf "getrennt" zwischen den Verbindungsflächen von Stab/ Blech bzw. Blech/ Blech

Methode 2 Schraubenverbindung per Dummy modellieren
a)...
b)...

Oder gibt es grundsätzlich andere/ bessere Möglichkeiten? Ist es zB. sinnvoll die Kontakte auf "gleitend/ nicht getrennt" zu setzen, wird dadurch Rechenzeit eingespart, weil ja alles "ein" Netz bleibt?

Anmerkung: Die Berechnung des Gesamtmodells hat jetzt mit allen Kontakten auf "verbunden"  ca. 45 Minuten gedauert

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Ein paar der Fragen haben wir in jenem anderen Thread schon durchgekaut.
Schrauben jedenfalls unbedingt als Dummy selber modellieren, bei den IV-Schrauben sind viel zu viele für FEM völlig unnötige Details dran.
Weiters haben FEMs manchmal Probleme, Kontakte herzustellen wenn sich die Solids durchdringen (wie es z.B. bei den Schrauben+Muttern von IV der Fall ist). Wie es da mit dem FEM von IV 2013 klappt weiss ich nicht.
Und wie ebenfalls schon an anderer Stelle diskutiert, würde es IMHO jede Menge Sinn machen, zuerst die Kräfte zu ermitteln die auf die Schraubverbindungen wirken, und dann die höchstbelastete Schraubverbindung separat analysieren.

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mfg - Leo

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Die Schraubenverbindungen sind separat berechnet und halten.

Was mich interessiert ist die Umgebung, deswegen auch das mit den Kontakten.

Ist es dann egal wenn die Kraft über die gesamte Fläche "fließt" anstatt nur über die Schrauben, wenn ich weiß das die Schrauben halten???

Wenn ich die Verbindung Blech/Blech heranziehe(Blech Aluminium, Schraube Stahl), um nun an der einen Seite eine Kraft anlege und die andere Seite fixiere, dann reißt es ja irgendwann um die Schrauben herum ab da dort ja die Schwachstelle ist, da bei hoher Belastung nur noch das Material "unter" dem Schraubenkopf die Kraft überträgt, und nicht die gesamte Fläche es tun würde wie bei einem Kontakt "verbunden".

Ich hoffe damit ist mein Problem klar umrissen? Der Kontakt "verbunden" ist keine Lösung, und die Schraubenverbindung an sich ist auch nicht das was mich interessiert, da sie bei der Verbindung von Aluminium Teilen nicht der Schwachpunkt ist.

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Wenn Du die Schraubenverbindungen klar hast, kannst Du Dich ja auf nur eine (natürlich die höchstbelastete) der vielen Verbindungen konzentrieren.
Und da sollte FEM auch mit Vorspannkräften und exotischen Kontakten in vernünftiger Rechenzeit zurecht kommen.
Wie gesagt, ich durchblick Dein Modell nicht ganz und die Randbedingungen erst recht nicht, aber "Alles in einer Wurst" rechnen lassen, da überraschen mich die Probleme nicht.
Ist ja ein uraltes Prinzip in der Technik:
Bei Unklarheiten --> Funktionstrennung

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mfg - Leo

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M1Bunt.PNG

Hier nochmal ein Bild um es zu verdeutlichen,

alles was bunt ist kann nicht verändert werden und steht so fest.

Der Rest ist eine Aluminium-Konstruktion die möglichst leicht sein soll... daher die Berechnungen.

Die Belastung erfolgt in alle 6 Raumrichtungen mit erhöhter Schwerkraft. (nicht gleichzeitig)

Ich möchte also herausfinden wo die Belastung gering ist und ich noch Material wegnehmen kann. Das funktioniert aber nur wenn ich das Gesamtmodell betrachte.

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Zitat:

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Original erstellt von MaxMix:
...Ich möchte also herausfinden wo die Belastung gering ist und ich noch Material wegnehmen kann. Das funktioniert aber nur wenn ich das Gesamtmodell betrachte.

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Das erstere ist gut und richtig, stimmt aber nicht dass man genau deshalb das ganze Modell mitsamt den heiklen Schraubenkontakten in einem Schuss rechnen muss.
Wie es anders geht (grundsätzliche Vorgangsweise) hab ich jetzt schon mehrfach erklärt.

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mfg - Leo

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