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2015-09-0210_22_48-AnalyseAusgang.jpg 2015-09-0210_16_07-Analyse.jpg 2015-09-0210_16_07-AnalyseUeberschneidung.jpg

Hallo Zusammen,

ich versuche gerade eine verwertbare Belastungsanalyse für eine Spannvorrichtung aus Kunststoff durchzuführen.

Zunächst einmal folgende Hinweise zur Konstruktion/Funktion:
Es ist so gedacht, dass wir eine Aluminiumplatte als Grundkorper haben, diese ist fest im System eingebaut. Darauf ist ein Kunststoffplättchen welches durch einen Kunststoffhalter von oben verspannt werden soll.
Hierzu besitzt der Halter eine Gewinde auf der Rückseite, durch welches der Halter eine Vorspannung erzeugt und somit das Plättchen auf die Aluminiumplatte drückt.

Mit der Analyse bin ich mittlerweile so weit, dass sich der Halter zwar durchbiegt, allerdings der Mittelbutzen nicht am gedachten Anschlag am Plättchen halt macht, sondern durch das Modell dringt und somit eine Kollision erzeugt. (Im Bild ein roter Kreis)

Frage ist hierbei, wie ich noch weitere Abhängigkeiten setzten muss, damit der Mittelbutzen an der vorgesehenen stelle stoppt und nicht durchdringt.

Anbei noch ein Bild, in dem die von mir gestellten Randbedinungen sichtbar sein sollen:
- Die Kraft, welche durch die Schraube erzeugt wird, wird ersatzweise über die Kreisfläche des Flansches aufgegeben (ROT)
- Rosa markierte Flächen besitzten die Abhängigkeiten "FEST" (ROSA)
- Die Auflagepunkte des Halters besitzten die Kontakte: "Gleitend/nicht getrennt" (GELB)
- Der Mittelbuzen hat eine Fixierung in Tangentiale und Radiale Richtung und kann sich nur axial Bewegen (GRÜN)

- Unter dem Punkt "Simulationseingenschaften bearbeiten" sind die Standardeinstellungen eingesetzt (Statische Analyse)

Für nützliche Tipp danke ich Euch schonmal

Grüße
Tobias

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Hallo,

Schon recht saubere Arbeit, würde ich sagen!
Allerdings wird wahrscheinlich die Randbedingung für die Auflagepunkte des Halters am Plättchen ("Gleitend/nicht getrennt" (GELB)) die Verformung verfälschen, da sie ein Verbiegen des senkrechten Stückes des Halters erzwingt, was in Realität eher nicht der fall sein wird. Da wird die Auflagefläche kippen, und die Verformung größer sein. Ob das für den konkreten Fall relevant ist kann ich aus der Ferne aber nicht sagen.

Um die Verformung am Anschlag zu stoppen gibt's IMHO im FEM von IV keine direkte Möglichkeit.
Du kannst aber eine definierte Verformung (besser: Verschiebung) aufbringen, eben bis zu jenem Anschlag, und schauen was für Kräfte dadurch entstehen.
Andersrum gefragt: Was sind denn die gewünschten Ergebnisse der Analyse?

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mfg - Leo

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Zitat:

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Original erstellt von TJ-90:

... eine verwertbare Belastungsanalyse für eine Spannvorrichtung aus Kunststoff

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Hallo Tobias,

Du hast das Material nicht näher spezifiziert ("Kunststoff"), daher möchte ich nur darauf aufmerksam machen, daß es für die FEM in Inventor  bezüglich der Materialauswahl eine Vielzahl von Einschränkungen gibt (linear elastisch, isotrop, nur kleine Verformung bezogen auf Bauteilabmessung, ...), um sinnvolle Ergebnisse zu erhalten.

Jürgen

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Bildung kommt nicht vom Lesen, sondern vom Nachdenken über das Gelesene. (Carl Hilty)

[Diese Nachricht wurde von jupa am 02. Sep. 2015 editiert.]

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2015-09-0212_12_20-AnalysePinsgerundet.jpg

Hallo,

@Jürgen: Danke für den Tipp. Das mit den Kunststoffeigenschaften habe ich schon berücksichtig und die Materialgrenzen dementsprechend eingestellt.

@Leo: Das mit den "falschen" Kontaktflächen ist mir auch schon gekommen, da ich dadurch ja Spannungen in der Mantelfläche erhalte, die eigentlich real nicht auftreren. Daher war die Idee die Kontaktfläche zwischen Plättchen und Pins rund zu gestallten. Allerdings erhalte ich dadurch eine sehr hohe punktuelle Belastung!

Ziel der Analyse soll sein den Halter konstruktiv so auszulegen, dass die Spannungen im Bauteil unter den von mir runtergerechneten Materialgrenzen liegen. Durch die hohe punktuelle Last bei gerundeten Pins komme ich hier allerdings deutlich über die Grenzwerte. (siehe Bild)
Zusätzlich müssen die Pins noch einen geforderten Druck auf das Plättchen geben, um einen festen Halt zu gewährleisten.

Noch eine Frage zur Einbringung einer Verformung anstatt einer Kraft:

Müsste ich dass dann so gestallten, dass der Mittelbutzen aufliegt und die Pins zunächst mit dem Bauteil kollidieren? Über die Kontaktabhängigkeit "Schrumpfverbindung/gleitend" kann ich die Pins dann auf die Oberläche "biegen". Ist das so von Dir gemeint?

Danke und Grüße
Tobias

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gelöscht

[Diese Nachricht wurde von jupa am 02. Sep. 2015 editiert.]

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Zitat:

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Original erstellt von TJ-90:

Noch eine Frage zur Einbringung einer Verformung anstatt einer Kraft:

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Prinzipielle Vorgehensweise (wenn ich das jetzt aus dem Kopf richtig zusammenbekomme):
- an der Unterseite des zu verformenden Bauteile eine Abhängigkeit FEST vergeben (ob eine Fläche oder Kante gewählt wird, hängt son der konkreten Gestalt des Bauteile ab)
- diese Abhängigkeit mit Vektorkomponenten definieren und über die Werte (vermutlich negative Z-Richtung) den Wert eingeben, um den sich das Bauteil verformen soll/darf/muß.
- Simulation starten.
=> an den Rückstoßkräften müßte sich die für die Verformung erforderliche Kraft ablesen lassen.

BTW: Das mit der runden Auflage würde ich versuchen zu vermeiden (hast Du schon richtig erkannt, ergibt unnatürlich hohe Spannungsspitzen). Ich würde es eher mit dem Kontakt "getrennt" oder "getrennt nicht gleitend" versuchen.

Jürgen

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Super, erst mal danke an dieser Stellen. Ich denke mit den Infos kann ich denke erst einmal weiterarbeiten.

Das mit der Verschiebung klappt auch wunderbar. Funktioniert wie beschrieben über "Abhängigkeiten"

Eine Info habe ich noch bezüglich meines ursprünglichen Problems:

Ich habe es geschafft den festen Anschlag zu Simulieren über eine Kontaktfläche zwischen Mittelbutzen und Plättchen mit der Abhängigkeit "Getrennt".
Wenn ich hier jetzt die Kraft erhöhe, bleibt die Spannung annähernd gleich und steigt nur minimal an!

Grüße
Tobias

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