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Spannzange.png Spannzange.zip

Hallo zusammen!

Nach längerem "Schweigen" hätte ich wieder eine Frage an Euch:

Ich möchte eine Spannhülse mittels Belastungsanalyse testen. Folgende Rahmenbedingungen:

Es gibt ein Gehäuse, eine Feder, eine Schubstange sowie die eigentliche Spannhülse.
Ziel ist es aufgrund der Federkraft die Spannhülse so an die Schubstange zu pressen, das die Schubstange eine axiale Kraft aufnehmen kann.

D.H.: Ich beaufschlage die Spannhülse mit einer Kraft und möchte wissen, welche axiale Kraft die Schubstange aufnehmen kann?

Meine Fragen an euch:
- Kann man sowas eigentlich mit der Belastungsanalyse (IV2015 Prof.) rechnen
- Die Verformung der Spannhülse ist kein Problem, aber wie erhalte ich die axiale Kraft bzw. wie muss ich die Schubstange einbauen, um eine Rückstoßkraft zu erhalten?
- Wie kann man eine Reibung definieren?

Anbei findet ihr die Baugruppe. Die Simulation selbst habe ich vorerst gelöscht.

Bin euch wie immer für jeden Tipp dankbar!

Danke und schönen Feierabend,
Formi

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HTH, Formi

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Die Kraftübertragung erfolgt ja reibschlüssig.
Die große Unbekannte ist in solchen Fällen immer die Reibungszahl.
Wie groß die wirklich ist, weißt Du erst, wenn Du es am realen Objekt ausprobierst.
Die Rechnung kann durch Eingabe einer passenden Reibungszahl beliebige Ergebnisse liefern. (Na gut, das ist leicht übertrieben.)

Ist die Spannhülse geschlitzt? Auf dem Bild kann ich es nicht erkennen und Inventor 2015 habe ich nicht.

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huelse.png

Hallo,

ja, die Spannhülse ist geschlitzt.

Reibwerte haben wir vor Jahren einmal in einen Versuch ermittelt (allerdings nicht bei einer Spannhülse).
Ich möchte auch kein Ergebnis aufs Komma genau, aber so ±20% wären nicht schlecht.

@Vortex: Diese Tabelle kannte ich gar nicht. schaue ich mir gleich an.

Danke vorerst!

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HTH, Formi

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Spannhuelse1.wmv

Leider kann ich mit der Parametrischen Tabelle nichts anfangen.

Anbei ein Video wie es derzeit aussieht.

Wie man sieht, bewegt sich Spannhülse aufgrund der (Feder)Kraft (die Bewegung ist Skaliert, tatsächlich bewegt sie sich ja fast gar nicht).

Was mir nun fehlt ist, wie ich die Schubstange mit der Spannhülse verbinden soll. Derzeit habe ich eine Getrennte Verbindung definiert. Reibung kann ich hier aber nicht einstellen.
Und der Kontakttyp Verbunden passt ja eigentlich auch gar nicht, da ich so die beiden Körper nur vollständig verbinden kann.

Hätte noch jemand einen Tipp, wie ich Reibung und eine passende Verbindung zwischen Spannhülse und Schubstange definieren könnte?

Würde mir die Dynamische Simulation weiterhelfen? Dort könnte ich ja immerhin Reibung definieren.

Ich werde es mal testen.

Falls ihr aber noch eine Idee habt - nur her damit.

LG, Formi

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HTH, Formi

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Du musst das zweistufig betrachten.

Die Federkraft wirkt auf den Keil, wobei in Abhängigkeit des Keilwinkels die Kraft auf die Schubstange weitergegeben wird.

in etwa so:

FKeil = FFeder x tan(Alpha)  (Reibverlust im Keil nicht berücksichtigt)

FKeil drückt somit senkrecht auf die Stange, somit ergibt sich:

Fstange = µ x FKeil

und irgendwie kann man daraus die Flächenpressung und die erforderliche Fläche rechnen.

Der Fußweg ist mir grundsätzlich klar. Ich möchte aber versuchen das in Inventor darzustellen...
???

Mit der dyn. Simulation komm ich auch nicht weiter, da die Klemmkraft ja erst durch die Verformung der Spannhülse entsteht. Und dies kann die dy. Sim. leider nicht.

Hmm? 

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HTH, Formi

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Zitat:

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Original erstellt von formi:
Reibverlust im Keil nicht berücksichtigt

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Sorry, aber so wird das nix mit ±20%.

D. h. die Berechnung mit Inventor (und auch sonst) wird brauchbare Ergebnisse nur dann liefern, wenn Du an der zylindrischen Innenseite und an der konischen Außenseite der Spannhülse Reibung modellierst.

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Zitat:

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Original erstellt von formi:
... Derzeit habe ich eine Getrennte Verbindung definiert. Reibung kann ich hier aber nicht einstellen.
Und der Kontakttyp Verbunden passt ja eigentlich auch gar nicht, da ich so die beiden Körper nur vollständig verbinden kann ...

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Zitat:

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Original erstellt von formi:
... Mit der dyn. Simulation komm ich auch nicht weiter, da die Klemmkraft ja erst durch die Verformung der Spannhülse entsteht. Und dies kann die dy. Sim. leider nicht. ...

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Völlig richtig erkannt:

In einer linear statischen FEM lassen sich weder Bauteilbewegungen noch Reibung abbilden.

In einer Festkörpersimulation gibt es keine sich verformenden Körper.

Die einzige Möglichkeit diese Aufgabenstellung in IVpro ansatzweise abzubilden, bestünde darin, über eine FEM Analyse die Federkonstante der Spannhülsensegmente zu ermitteln und mit diesen Werten in der DynSim die Spannhülse als entsprechend wirkende Baugruppe darzustellen. Alle Gelenke können ja in den Freiheitsgraden mit Federkonstanten arbeiten.

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Michael Puschner
Autodesk Inventor Certified Expert
Autodesk Inventor Certified Professional
Mensch und Maschine Scholle GmbH

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DynSim1.png

Guten Morgen!

Danke Michael für deine Ideen.

D.H. Ich ermittle in der FEM die Kräfte die auf die Schubstange übertragen werden, und gehe damit in die Dyn. Simulation.
Die ermittelten Kräfte versuche ich nun in den Freiheitsgraden zu berücksichtigen.

Nachtrag:
Die FEM Berechnung ergibt aufgrund der Vorspannkraft eine Flächenpressung von 15 N/mm²
Wie soll ich nun diese Spannung auf die Freiheitsgrade in der Dyn. Sim. übertragen?

Ich dachte so: Sigma = F/A --> F = Sigma / A

Ist dieses F nun die Gelenkkraft des Freiheitsgrades (Bild)? Ich glaube wohl eher nicht...

Es gibt ja von Autodesk auch noch Nastram. Wir haben davon mal ein Webcast gesehen. Wisst ihr, ob mit der Software so etwas einfacher gerechnet werden kann?

Schönen Arbeitstag!
Formi  

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HTH, Formi
 

[Diese Nachricht wurde von formi am 05. Mrz. 2015 editiert.]

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