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Hallo,

ich bin noch ziemlich neu in dem Thema und das Studium ist auch schon lange her. Kann mir jemand erklären oder sagen wo ich das VERSTÄNDLICH nachlesen kann, was der Unterschied im Ergebnissfenster zwischen v.Mises und Hauptspannungen ist.
Was sollte man auswerten?
Bin für jede Hilfe oder Literatur (bitte keine Wälzer mit 600Seiten)
dankbar.

Gruss
Gambrinus

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Hallo Gambrinus,

ich werde mal versuchen, Deine Frage ein wenig zu beantworten.

Also: Stell dir ein ebenes Körperelement vor (z.B. Rechteck). Wird dies durch Kräfte belastet, erhälst du an den Körperkanten Spannungskomponten senkrecht (normalspannung) und parallel (schubspannung) zu den Körperkanten. Du kannst nun dieses Elemnt so drehen, daß die Schubspannungen = 0 werden und damit die Normalspannungen extremal. Diese extremalen Normalspannungen nennt man Hauptspannungen !

Dies findest Du in jedem Buch, was annähernd etwas mit Mechanik zu tun hat.

Zu den Spanungshypothesen:
Du willst ja entscheiden können, ob ein Bauteil eine bestimmte Belastung aushält oder nicht. Dafür benötigt man Materialkennwerte, die durch einachsige Belastung (Zugversuch) ermittelt werden.
Damit Du nun etwas mit Deinem errechneten dreiachsigem Spannungszustand anfangen kannst, mußt Du ihn auf einen vergleichbaren einachsigen zurückführen! Und genau hierfür sind die Spannungshypothesen.

Normalspannungshypothese: geht von einem Versagen des Werkstoffes bei einem Bruch senkrecht zur Hauptspannung aus - sprödes Material.

Von-Mises: Werkstoffversagen durch Gleitbruch - zäher Werkstoff

Lange Rede kurzer Sinn : Stahl - nimmst Du Von Mises

Ich hoffe, ich konnte Dir hiermit ein wenig weiterhelfen ...
Ansonsten solltest Du Dir vielleicht ein Buch zum Thema Mechanik-Elastostatik besorgen, bevor Du mit Pro/M anfängst.

Falls ich Dir noch irgendwie weiterhelfen kann, schicke mir ne message !

CU Stephan

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Danke Stephan,

für die Antwort. Ich soll einfache Aluminumgussteile während der Konstruktion nachrechnen. Wenn ich richtig verstanden habe, dann nehme ich die v.Mises Spannungen und kann diese mit den Materialkennwerten (Zugfestigkeit) für meinen Werkstoff vergleiche.

Gruss
Gambrinus

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Hallo Gambrinus,

ich wäre vorsichtig dabei, einfach die berechneten Spannungen mit der Zugfestigkeit zu vergleichen. Du musst zuerst die Belastungsart Deines Bauteils bestimmen ( statisch, dynamisch).  Wenn Du dynamische Belastungen hast, musst Du Dir überelegen, ob das Bauteil Duerfest oder Zeitfest sein soll, wobei Dauerfestigkeit bei Aluminiumbauteilen nicht unbedingt möglich ist. Es gibt Richtlinien ( z.B. die FKM Richtlinie Rechnerischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile) die genau festlegen, welche Spannung für welche Belastungsart und bei welchem Material zulässig sind (die FKM Richtlinie beinhaltet explizit auch Aluminium). Das ist zwar ein dicker Wälzer, aber nur so kannst Du sicher sein, dass Dein Bauteil auch hält. Es gibt auch Programme, die den Umgang mit der Richtlinie deutlich vereinfachen (z.B. Rifest von der IMA , http://www.ima-dresden.de/deutsch/startde.htm  )  Auf jeden Fall ist die zulässige Spannung  normalerweise nicht die Zugfestigkeit.

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Dr. Christian Imiela
SMS-Demag
Strukturanalysen

[Diese Nachricht wurde von Christian_imiela am 22. Jun. 2004 editiert.]

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Hallo Gambrinus,

Um erste Anhaltswerte zu bekommen, würde ich vielleicht so vorgehen:
Z.B.: Dein Bauteil wird dyn. wechselnd auf Biegung beansprucht.

Dann würde ich für eine Abschätzung 50% der Biegewechselfestigkeit des Werkstoffes als Vergleichswert nehmen.

Ob das so wirklich sinnvoll ist, kann dir Christian_imiela bestimmt eher sagen. Hoffe aber, daß ich Dir jetzt nicht absoluten Quatsch erzähle 

CU Stephan

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Vielen Dank für die Antworten,

leider hab ich jetzt noch ein weiteres Problem. Das Bauteil ist wärmebleastet. Das heist doch das in meinem Bauteil unterschiedliche zulässige Spannungen auftreten. Muss ich das über THERMAL einbringen? Gibt es in Mechanica die Möglichkeit unterschiedliche zulässige Spannungen aufzubringen. Ich muss nämlich die Ergebnisse als Sicherheitsfaktoren präsentieren.

Danke im voraus für alle Antworten

Gruss
Gambrinus

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Hallo Gambrinus,

um Wärmedehnungen zu simulieren musst Du Dir zerst eine Temperaturverteilung in Thermal ausrechnen und dann eine sogenannte MEC/T Last in Structure aufbringen. Diese Last bringt die berechnete Temperaturverteilung in Structure ein. Du musst nur den Wärmeausdehnungskoeffizienten angeben! Weiterhin würde ich die Spannungen ganz genau auf Plausibilität kontrollieren. Ich habe bei Wärmedehnungen mit Schalen sehr merkwürdige Ergebisse bekommen und habe die Aufgabe dann mit Marc gerechnet, da kamen dann sinnvolle Werte heraus. Wie Du allerdings die Spannungen bewertest weiss ich nicht. Mir ist kein Regelwerk  für zulässige Spannungen bei Aluminium und erhöhter Temperatur bekannt. Ich weiss auch nicht ob die FKM-Richtlinie da eine Aussage macht. Da solltest Du vielleicht mal genauer recherchieren.

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Dr. Christian Imiela
SMS-Demag
Strukturanalysen

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Vorerst mal vielen Dank für die ganzen Antworten. Ich denke ich muss noch einiges wieder aufarbeiten und recherchieren um in das Thema reinzukommen.

Gruss
gambrinus

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Tja, nur so aufs Knöpfchen drücken umd bunte Bilder erzeugen funktioniert halt doch noch nicht.

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Dr. Christian Imiela
SMS-Demag
Strukturanalysen

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Tja das müsste mal den Vorgesetzten sagen oder den Vertretern von Mechanica. Naja nützt ja alles nix.
Habe aber auch gleich noch ne Anfängerfrage! Wenn ich mir jetzt mein Bauteilergebnis mit den v.Mises Spannungen anschaue, muss ich dann noch zwischen Zug und Druckspannungen unterscheiden? Mein Werkstoff (Al) hält ja mehr unter Druck als unter Zugspannungen aus. Oder kann man sagen das dort wo die höchste v.Mises Spannung auftritt auch die höchste Gefahr eines Bruches vorliegt.

Bin mal wieder für alle Antworten dankbar.

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Vielleicht postest Du mal Dein Modell, die Ergebnisse mit von Mises Spannungen, maximalen und minimalen Hauptspannungen und dem Temperaturverlauf, dann kann man eher etwas sagen.

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Dr. Christian Imiela
SMS-Demag
Strukturanalysen

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radius-fea.prt.zip

Hallo komme leider gerade nicht an den Rechner. Habe aber das ProE-File angehängt. Folgendes Problem auf den Zylinder wirkt von oben eine Druck von 8 MPa in der ersten Nut auch 8 MPa und in der 2 Nut 1.6 MPa.Die Zylinderunterseite habe ich vollkommen eingespannt. Nun soll untersucht werden wie sich Nutgrundradius und Nutgrundtiefe prozentual auf die Festigkeit auswirken.

Gruss
Gambrinus

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Hallo gambrinus,

habe dir ne message geschickt.
Findest Du unter Cad.de login - private nachrichten.

CU stephan

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Die Von-Mises-Spannung ist eine Vergleichsspannung, die sich nach einer speziellen Formel aus _allen_ vorhandenen Spannungskomponenten an einem jeweiligen Punkt (also Zug-, Druck- und Schubspannungen) zusammensetzt (sollte in jeder besseren Festigkeitslehre-Literatur nachzuschlagen sein). Sie wird herangezogen, um das Versagen eines Werkstoffes (genausergesagt: das Fliessen) nach der sogenannten Gestaltänderungs-Energie-Hypothese vorherzusagen. Zwischen Zug und Druck kann man also bei Von Mises nicht mehr unterscheiden. Das müsstest Du separat bei der Sicherheitsabschätzung tun.

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3d-plot.JPG

Hi gambrinus,

du suchst in etwas sowas ? (s. Anhang )
Du hast noch eine pm.

CU stephan

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Jo genau sowas benötige ich, dachte nicht das man das so schön darstellen kann (nicht mit Mechanica!???).

Werde probieren ob ich auch auf sonne Lösung komme!

Vielen Dank!

Gruss
Gambrinus

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Hallo Gambrinus,

habe mir das Teil mal angesehen. Du solltest wahrscheinlich erstmal rotationssymmetrisch rechnen und Flächenbereiche im Bereich der Nutradien einführen und fein vernetzen, sonst rechnest Du leicht Hausnummern aus.

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Dr. Christian Imiela
SMS-Demag
Strukturanalysen

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Hallo,

vielleicht noch nen kleiner Tipp:

wegen der Festigkeit des AluŽs (unter Temperaturlast) würde ich mal den Lieferanten Deines Vertauens nach "Warmstreckgrenzen" fragen !

CU stephan

[Diese Nachricht wurde von KillerMiller am 24. Jun. 2004 editiert.]

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Hallo

möchte mich nochmals bei allen für die vielen guten Beiträge bedanken.

Gruss
Gambrinus

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ergebnis_2d.jpg

hi gambrius,

als kleiner tip am rande... für dein modell ist es auch ganz sinnvoll den modelltyp - 2d-achsensymmetrie zu nutzen.
das spart zeit bei der parameterstudie.

grüße
nico

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Hallo Nico,

gefällt mir auch die Lösung. Muss ich mein Modell hierzu vierteln und die Randkurven nehmen? Oder eine Schnittkurve erzeugen?

Gruss
Gambrinus

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modell.jpg

hi gambrinus,

du kannst dein modell ganz einfach mit einer fläche erzeugen. (siehe bild)
beim modelltyp 2d-achsensymmetrie weiß dann pro/m, dass du einen rotationssymmetrisches modell hast.

grüße
nico

[Diese Nachricht wurde von Nico Laufer am 28. Jun. 2004 editiert.]

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Zitat:

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Original erstellt von JPietsch:
Zwischen Zug und Druck kann man also bei Von Mises nicht mehr unterscheiden. Das müsstest Du separat bei der Sicherheitsabschätzung tun.

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Ich denke auch, dass dies ein wichtiger Punkt ist, der bislang hier noch nicht angesprochen wurde!

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So long, Frank

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