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Guten Tag allerseits.

Ich habe nun einige einfache statische Berechnungen mit Mechanica erledigt. Anschließend wurden diese mit herkömlichen Formeln per Hand nachgerechnet.
Ich musste allerdings immer und immer wieder feststellen, dass die berechneten Spannungswerte von Mechanica um 5% zu groß sind.

Sogar bei einfachsten Biegeträger mit Einzellast!!

Der Träger wurde an einer Seite fix eingespannt und an der anderen Stirnseite mit einer Kraft belastet.
Da kann nicht so viel falsch angenommen werden.

Die Belastugsröße wurde immer im elastischen Verformungsbereich ( Hookescher Bereich) gehalten.

Weiters wurden Materialdaten verwendet die einem duktilen Bruchverhalten nahe kommen. Für diese Art von Stählen ist auch eigentlich die Mises OK.
Die Verformung hingegen passt optimal mit den Handrechnungswerten überein.

Nun zu meiner Frage: Hat schon jemand ähnliche Erfahrungen gemacht.

Mfg Markus

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Verstehe ich es richtig, dass du dir die Mises-Vergleichsspannungen hast anzeigen lassen und die Spannungen im Biegeträger folgendermaßen ausgerechnet hast:

f = (F * l^3) / (3 * E *I)

sigma_b = Mb / Wb

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lass dir mal die Spannungen als Graph anzeigen,
da kann man viel mehr draus ablesen als aus den bunten Bildern

Vielleicht hast du ja nur die Maximalspannungen miteinander verglichen, da die Maxspannung an der Einsapnnstelle entsteht ist es nicht unerheblich wie du den Balken eingespannt hast...

Durch die Biegung verformt sich der Träger, jedoch verhindert das die Einspannstelle, was dann zu zusätzlichen Spannungen führt, welche du nicht mit deiner Handrechnung berücksichtigst.

noch ein Hinweis: die Spannung von Miese berücksichtigt die Querdehnung des Trägers

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lass dir mal die Spannungen als Graph anzeigen,
da kann man viel mehr draus ablesen.

Wie mach ich das, keine Ahnung.

Die gesamte Stirnseite wurde rotatorisch und Translatorisch eingespannt.

Andere Frage: kann ich selber eigentlich den Polynomgrad bestimmen?
Zu beginn der Rechnung kann man ja eine Grundeinstellung vornehmen.

Doch der wirkliche Polynomgrad wird ja je nach Spannungsverlauf für jeden Bereich am Bauteil vom Programm selbst bestimmt.

Weitere Frage wenn ich z.B.: die Spannung im Biegeträger bei Halber Länge wissen möchte? gibt es da irgend ein Spannungspfad Tool??

Bitte um Antwort.

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Du hast immer noch nicht geantwortet, welche Ergebnisse du miteinander verglichen hast.
Wie schaut deine Handrechnung aus?
Welche Spannung hast du mit deiner Handrechnung verglichen?

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Die Spannung habe ich nicht mit der Verformungsformel berechnet, ist mir zu aufwendig. (Es wird auch hier mit konstantem Querschnitt gerechnet)

sigma_b = Mb / Wb
ganz normal eben
und dann mit der Mises , 1.Hauptspannung, Max. Hauptspannung, Spanung in XX verglichen.

Bei der Mises habe ich immer um 5% zu viel???

Ich bin mir dessen bewusst, dass diese Formel nur eine Vereinfachung ist und etwaige Stauchungen und Einschnürugen nicht berücksichtigt.
Da ich aber mit sehr kleinen Kräften Arbeite dürfte die nicht so gravierend sein.

Mfg Markus

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als darstellungstyp nicht Farbfläche auswählen sondern Graph, anschließend die Kante für welche die Spannungen ausgegeben werden sollen, anklicken (mittlere Maustaste zum akzeptieren)
dann kannst du auch die Spannung bei halber Länge ablesen

Mechanica erhöht bei der Mehrfach-Konvergenz solange den Polynomgrad, bis die Konvergenzkriterien erfüllt sind, also kann den Polynomgrad nur beeinflussen über die Genauigkeit mit der gerechnet werden soll

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Hallo Markus,

der Unterscheid in den Berechnungen liegt in der verwendeten Balkentheorie. Der Gleichung die Du benutzt liegt der querkraftfreie Bernoulli Balken zugrunde. Das Mechanica Balkenelemetnt benutzt aber einen Ansatz mit Querkraft. Das führt notwendigerweise zu zusätzlichen Schubspannungen, und damit auch zu einer höheren Vergleichsspannung.

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Gruss

Dr. Christian Imiela
SMS-Demag
Strukturanalysen

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Danke für die tollen informativen Antworten.

Aber 5% sind dann doch etwas hoch, würd ich meinen.

Mfg Markus

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Hallo Markus,

Ich gehe mal davon aus, dass Du ein Balkenmodell mit einem Balkenmodell vergleichst. Vergleiche erstmal die richtigen Ergebnisse miteinander, dh. wenn Du eine Handrechnung machst, dann vergleiche die Sigma_11 Spannung mit der von Hand berechneten Spannung. Die von Mises Spannung muss aufgrund der anderen ( genaueren) Theorie die im Element verwendet wird höher sein als die Spannung aus der Handrechnung. Ansonsten sind Modellierungsfehler eine sehr häufige Fehlerquelle, hier haben auch schon erfahrene Berechnungsingenieure an Ihren Ergebnissen gezweifelt und dann hinterher doch einen Fehler im Modell gefunden. Vielleicht solltest Du dich auch mal mit den Grundlagen der Theorie beschäftigen ( Unterschied Bernoulli-Balken <-> Timoshenko Balken) bevor Du Aussagen zur Größe eines Fehlers machst.

Im Normalfall sind die Eregebnisse von Mechanica qualitativ und quantitativ sehr gut, wenn nicht gerade so ein Fehler wie in Wildfire 3 Auftritt. Das Problem sitzt meistens vor dem Bildschirm.

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Gruss

Dr. Christian Imiela
SMS-Demag
Strukturanalysen

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Guten Tag

"Vielleicht solltest Du dich auch mal mit den Grundlagen der Theorie beschäftigen ( Unterschied Bernoulli-Balken <-> Timoshenko Balken) bevor Du Aussagen zur Größe eines Fehlers machst."

Werd ich dem nächst mal rein schauen.
Ich mache deshalb Aussage zur Größe dieses Fehlers weil ich diese Problemstellung in mehreren anderen FEM Programmen durchgespielt habe, und bei allenanderen Berechnungen für die Mises immer kleinere Fehler aufgetreten sind.
Somit wundere ich mich dass hier Mechanica aus der Rolle fällt.

"Im Normalfall sind die Eregebnisse von Mechanica qualitativ und quantitativ sehr gut, wenn nicht gerade so ein Fehler wie in Wildfire 3 Auftritt."

Was ist bei Wildfire 3 denn für ein Fehler aufgetreten???

Andere Frage:
Ich möchte den Spannungsverlauf im Querschnitt eines Bauteils mit Graphen und Grafisch erhalten, wie geht das.

Mfg Markus

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Hallo MArkus,

Ich tippe bei deinem Problem auf die Randbedingung, vielleicht hast du einen Stab als 3D modelliert, in mit Solids vernetzt und als Kragbalken belastet? Wenn du dann eine Seite fix festhälst, sind dort auch die Querverschiebungen gesperrt -> Unterschied zur analytischen Formel.

Zu deinen Fragen:
Fehler zu Wildfire3 -> Siehe Thread von Hr. Imielda, kann dazu gar nix sagen, da ich WF3 noch nicht prod. nutze

Spannung als Graph -> beim Auswerten : Darstellungstyp = Graph, dann Kurve(n) auswählen

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HTH
Roland Leiter
Fa. Techsoft Datenverarbeitung

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Hallo Markus,

bevor wir alle weiter im Dunkeln tappen, wie hast Du den Balken modelliert? Als Balken Modell, als Schale oder als Solid. Welche anderen FEM Programme hast Du benutzt und welche Elementtypen. Marc hat z.B. 10 verschieden Balkenelemente.

Zum Fehler in Wildfire 3 siehe bitte in den entsprechenden Thread.

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Gruss

Dr. Christian Imiela
SMS-Demag
Strukturanalysen

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Hallo Markus,

bevor wir alle weiter im Dunkeln tappen, wie hast Du den Balken modelliert? Als Balken Modell, als Schale oder als Solid. Welche anderen FEM Programme hast Du benutzt und welche Elementtypen. Marc hat z.B. 10 verschieden Balkenelemente.

Zum Fehler in Wildfire 3 siehe bitte in den entsprechenden Thread.

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Gruss

Dr. Christian Imiela
SMS-Demag
Strukturanalysen

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