---

bremsscheibe.prt.zip

Hallo Leute,

muss für die Fachhochschule verschiedene Strukturanalysen machen. Habe mich dabei für Pro Mechanica entschieden. Klappt auch ganz gut, jedoch weist mein Teil (eine Motorradbremsscheibe 4mm Dicke) sehr hohe Spannungen auf.

Habe das Teil an den 4 Befestigungbohrungen fest eingespannt und eine Globale Temperaturlast von 260°C (sind das eigentlich °C) eingestellt. Ich bekomme jedoch maximal Spannungen von über 3000 MPa (Einheit im Ergebnisfenster N/mm²). Das kann doch nicht sein, oder?

Hab das Teil auch mal angehängt.Danke euch für eure Antworten.

Mfg Ralf 

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Ohne ausgefüllte Info lade ich mir das gar nicht erst 'runter - könnte ja WF5 sein.
Vermutung: alle Bohrungen wirklich fest eingespannt - darf nicht sein (denk' mal nach warum!). Also: Randbedingung neu definieren, neu rechnen.
Peter
PS: und VORHER Gedanken machen, wie sich das Modell verhalten könnte, wie es sich bewegen (ausdehnen) können muß und wo es behindert/nicht behindert werden darf/soll.

------------------
http://www.fuhrmann.at/

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Ok sorry, wußte das nicht mit der Info...hast ja Recht. 

Hab jetzt nochmal simuliert, diesmal habe ich aber Rotation in Z - Richtung zugelassen, weil sich die Bremsscheibe ja drehen kann und dann in diese Richtung keine Kräfte aufnehmen kann. Trotzdem bleibt aber die hohe Spannung.
Hab ich noch was vergessen? Translatorische Bewegung gibt es ja keine.

Mfg Ralf

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Hab leider nur WF2 und kann daher das Modell nicht öffnen.

Tritt die Maximalspannung nur singulär auf?

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

1.jpg 2.jpg

Sorry, für den zusätzlichen Beitrag, mein WLAN hier an der UNI spinnt. 

[Diese Nachricht wurde von CAD-Otti am 21. Jan. 2008 editiert.]

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

1.jpg 2.jpg

Hab mal 2 Bilder angehängt, da kann man ganz gut erkennen wo die Spannungen auftreten. Ich kann das aber nicht ganz nachvollziehen, wie so hohe Spannungen zustande kommen. Selbst bei einer Referenztemp. von 20°C und nur 5°C Erhöhung (also global dann 25°C) treten bereits knappe 70MPa auf.

Mfg Otti

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Du lässt in x und y zwischen den Verschraubungen keine Verschiebungen zu. Dass dann bei Erwärmung Spannungen auftreten, ist logisch.
Das Spannungsmaximum liegt singulär an der Randbedingung, kann daher also nicht als Auswertekriterium genommen werden....

P.S.: Das Freilassen des rotatorischen Freiheitsgrads z bringt Dir bei einem Volumenmodell nichts, weil Volumenelemente nur translatorische Freiheitsgrade besitzen......

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Randbed.jpg

Dass bei Erwärmung Spannungen auftreten ist mir ja schon klar, aber ich hätte nicht mit so hohen Werten gerechnet. Unser Prof. meinte bei der Präsentation, (müssen zuerst ne Präsi mit den Ergebnissen halten und danach einen ausführlichen Bericht abgeben) dass die Werte viel zu hoch seien. Ich weiß eben nicht wie ich das begründen soll.

Und das mit den rotatorischen Freiheitsgrad bei einem Volumenmodell hab ich auch nicht gewußt. Heißt das jetzt, dass ich rotatorisch alles "frei" lasse soll? Was würdest du empfehlen?

Im angehängten Bild sind die Einstellung die ich bisher verwendet habe.

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Zitat:

---

Original erstellt von CAD-Otti:
Unser Prof. meinte bei der Präsentation, dass die Werte viel zu hoch seien. Ich weiß eben nicht wie ich das begründen soll.

---

No na - und Begründung ist schlicht und ergreifend falscher Aufbau der Simulation.

Zitat:

---

Original erstellt von CAD-Otti:

Und das mit den rotatorischen Freiheitsgrad bei einem Volumenmodell hab ich auch nicht gewußt. Heißt das jetzt, dass ich rotatorisch alles "frei" lasse soll? Was würdest du empfehlen?

---

Die rotatorischen FG's bei Volumenmodellen sind völlig egal, da bei der FEA für solche Elemente rot.FG's nicht existieren, damit auch jede Einstellung ignoriert wird.
Empfehlen würde ich, einen Grundkurs FE zu machen, um die Grundlagen zu begreifen.
Außerdem ein Motorrad ansehen und nachsehen, wie dort eine Bremsscheibe gelagert ist (nämlich schwimmend), und erst dann ein Simulationsmodell erstellen. Ein gelochter Kreisring ist zuwenig.
Bisherige Vorgehensweise bestätigt leider alle Befürchtungen von Prof. Wyndorps bzgl. Mechanica an Schulen.
Peter

------------------
http://www.fuhrmann.at/

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Wieso soll der Aufbau falsch sein? Die Bremsscheibe wird bei uns nicht schwimmend gelagert, wir haben einen Adapter konstruiert an dem die Scheibe an den 4 Löchern fest verschraubt wird.

Für die Vorlesung "Strukturanalyse" wollten wir eben einfach simulieren was für Spannugen bei bestimmten Temperaturen (haben dafür genau Berechungen angestellt) auftreten. Viel mehr wäre schon zu viel für die Vorlesung. 

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

An Randbedingungen hast Du immer Singularitäten, und daher sind die Werte dort immer zu hoch! Das könnte der Prof aber auch wissen 
Nochmal: Wenn Du die Spannungen an den Verschraubungen auswerten möchtest, dann ist Dein Modell so nicht zulässig. Dazu müsstest Du schon die Schrauben/Bohrungen mit exakten Durchmessern, Radien, Vorspannkräften etc. mitnehmen. Und selbst dann wage ich mal zu bezweifeln, dass MECHANICA gute Ergebnisse erzielt, weil es schlicht und einfach keine Reibung berücksichtigt......

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Das mit der Reibung ist mir auch aufgefallen, bin auch allgemein mit Mechanica nicht sehr zufrieden, aber mir steht leider nichts anderes zur Verfügung. Ich möchte auch nicht nur die Verschraubungen auswerten, sondern allgemein wie sich die Spannungen und Verschiebungen bei 260°C in der Scheibe verhalten/verteilen.

Ich kann das nicht so komplex machen wie ihr das machen würdet, weil mir dafür einfach die Zeit fehlt und das auch absolut nicht gefordert wird.

[Diese Nachricht wurde von CAD-Otti am 21. Jan. 2008 editiert.]

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Zitat:

---

Original erstellt von CAD-Otti:

Ich kann das nicht so komplex machen wie ihr das machen würdet, weil mir dafür einfach die Zeit fehlt und das auch absolut nicht gefordert wird.

[Diese Nachricht wurde von CAD-Otti am 21. Jan. 2008 editiert.]

---

Dann darf man sich aber 1. nicht über falsche Ergebnisse wundern, und 2.es besser ganz bleiben lassen, da es ansonsten grob fahrlässig ist.
Peter

------------------
http://www.fuhrmann.at/

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

 

Zitat:

---

Original erstellt von CAD-Otti:
Das mit der Reibung ist mir auch aufgefallen, bin auch allgemein mit Mechanica nicht sehr zufrieden, aber mir steht leider nichts anderes zur Verfügung. Ich möchte auch nicht nur die Verschraubungen auswerten, sondern allgemein wie sich die Spannungen und Verschiebungen bei 260°C in der Scheibe verhalten/verteilen.

Ich kann das nicht so komplex machen wie ihr das machen würdet, weil mir dafür einfach die Zeit fehlt und das auch absolut nicht gefordert wird.

[Diese Nachricht wurde von CAD-Otti am 21. Jan. 2008 editiert.]

---

Dann definiere Dir am besten ein paar Messgrößen (z.B. 1. Hauptspannung oder von Mises Spannung) an bestimmten Punkten (wohlgemerkt NICHT an den Verschraubungsstellen!) und schau Dir diese Messgrößen als Funktion der Temperatur an. Das müsste eigentlich über ne Sensitivitätsanalyse gehen......

[Diese Nachricht wurde von Maccias am 21. Jan. 2008 editiert.]

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Jo danke für den Hinweis, aber machen muss ich es trotzdem.

Sonst noch Hinweise/Ideen?

EDIT:

Danke Maccias.

[Diese Nachricht wurde von CAD-Otti am 21. Jan. 2008 editiert.]

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Schreib mal, was genau du eigentlich untersuchen möchtest, musst, und in welchem Umfang!

Bremsscheiben sind eigentlich nicht das womit man ohne FE-Erfahrung
anfangen sollte! Ich habe jetzt auch keine spezielle Erfahrung mit
solchen Bauteilen, rechne aber vieles andere... linear und nichtlinear!

Kann mir nur schwer vorstellen das ProMechanica für eine solche
Analyse das richtige Werkzeug ist, da du hier ohne Reibung rechnen
zu können nur Hausnummern als Ergebnis bekommen wirst! Da ich aber
deine genaue Aufgabenstellung nicht kenne, kann ich einstweilen nur
folgendes Beitragen:

Bremsscheiben sind Wärmebelastungen durch Reibung ausgesetzt,
zudem kommen aus der Reibung Schwingungen hinzu...
von den strukturellen Belastungen zu schweigen...
Ich würde auch dringend Empfehlen in so einem Fall, Versuche mit den
dazugehörigen Messungen zu fahren... und die Ergebnisse vor Weitergabe
oder Präsentation zu verfizieren oder das FE-Modell als Berechnungsmodell
so lange zu verbessern, bis die Werte eine gute NÄHERUNGSLÖSUNG bieten!
Denn mehr ist eine FE-Rechnung nicht, egal ob linear oder nichtlinear,
es ist immer nur eine Näherung!!! Das sollte man niemals vergessen!

Beste Grüße...

mechdesign     

PS: Hoffe du weist auch, das die Werkstoffeigenschaften wie EModul
etc. sich bei Temperaturanstieg ob Abfall verändern?!!! Diese sind
also nicht konstant... und ohne ein geeignetes Werkstoffmodell ist
hier garnichts anzufangen!!!

[Diese Nachricht wurde von mechdesign am 25. Jan. 2008 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von mechdesign am 25. Jan. 2008 editiert.]

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Zitat:

---

Original erstellt von CAD-Otti:
Wieso soll der Aufbau falsch sein? Die Bremsscheibe wird bei uns nicht schwimmend gelagert, wir haben einen Adapter konstruiert an dem die Scheibe an den 4 Löchern fest verschraubt wird.

Für die Vorlesung "Strukturanalyse" wollten wir eben einfach simulieren was für Spannugen bei bestimmten Temperaturen (haben dafür genau Berechungen angestellt) auftreten. Viel mehr wäre schon zu viel für die Vorlesung.  

---

Was mir da so auffällt: Wie sieht denn diese Halterung aus - sprich wie groß sind die Kontaktflächen (Wärmeleitung!! ) ? Wie steif ist diese Aufnahme - müsste sie ev. ins Simulationsmodell einbezogen werden?   Wie schaut die Grundlage (also das gedankliche Rechenmodell) der Berechnungen aus? Wird da auf die Befestigungspunkte und deren Einfluß auf das System Rücksicht genommen?     
Viel zu viele offene Fragen, ohne deren Beantwortung eine genaue Beurteilung Deiner momentanen Situation praktisch unmöglich ist.
Peter

------------------
http://www.fuhrmann.at/

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP