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Hallo alle zusammen,

ich möchte in Pro/Mech eine Spannungsberechnung durch Wärmeausdehnung durchführen. Soweit kein Problem, aber ich habe eine SIC-Lagerhülse auf einer Stahlwelle. Diese haben unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten. Nun mein Problem:

a) Füge ich die Bauteile in einer Baugruppe zusammen, wird die neue Baugruppe als ein Teil angesehen. Relevant ist die Radialausdehnung die auf die Hülse wirkt. Leider wird die Hülse auch in axialer Richtung von der Welle gedehnt, weil es als ein Bauteil angenommen wird. Es müsste also eine Relativbewegung in axialer Richtung möglich sein. Kann man dies in der Berechnung berücksichtigen?

b) Zwischen der Hülse und der Welle ist in wirklichkeit ein Spiel von ca. 0,3mm um eine bestimmte Wärmedehnung zu kompensieren. Das Heißt, dass sich die Bauteile durch die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten zunächst ausdehnen ohne sich zu berühren. Ab einer bestimmten Temp.-Differenz berühren sich die Bauteile und es entstehen Spannungen. Diese Spannungen möchte ich berechnen. Ist dieses, in kombination zur Frage a), durchführbar?

Würde mich sehr um Ratschläge oder Hilfestellungen freuen.

Ich bedanke mich im Voraus für alle Beiträge.

MFG

Dragan Ciric

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Mit freundlichen Grüßen/kind regards
Klaus Union GmbH & Co KG
i.A. B.Eng. Dragan Æiriæ
Techn. Büro Pumpen/Engineering Dept. Pumps

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Zitat:

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Original erstellt von Dragan Ciric:

a) Füge ich die Bauteile in einer Baugruppe zusammen, wird die neue Baugruppe als ein Teil angesehen.

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Das sollte eigentlich nicht sein. Jedem Bauteil kann unterschiedliches Material zugewiesen werden.

Zitat:

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Original erstellt von Dragan Ciric:

b) Zwischen der Hülse und der Welle ist in wirklichkeit ein Spiel von ca. 0,3mm um eine bestimmte Wärmedehnung zu kompensieren. Das Heißt, dass sich die Bauteile durch die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten zunächst ausdehnen ohne sich zu berühren. Ab einer bestimmten Temp.-Differenz berühren sich die Bauteile und es entstehen Spannungen. Diese Spannungen möchte ich berechnen. Ist dieses, in kombination zur Frage a), durchführbar?

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Ja, einfach einen Kontakt zwischen Welle und Hülse definieren. In axialer Richtung werden zwar keine Kräfte übertragen, aber das sollte für Deinen Fall ja vernachlässigbar sein.

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Hallo Maccias,

danke für den Tipp. Hatte leider nicht zuvor mit Kontaktflächen gearbeitet, aber nach ein paar Tutorials und einigen Testberechnungen hat es dann doch geklappt.
Zu a): Das die Eigenschaften nach dem Zusammenbau für jedes Teil bleiben ist mir bekannt, aber das es nur ein Bauteil ist war das Problem --> Komponenten verschmelzen zu einem Bauteil mit Unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten --> Verzerrungen bzw. Schubspannungen in axialer Richtung.
Durch die Kontaktfläche ist dieses nicht mehr gegeben. Es sind zwei Komponenten in einem Zusammenbau, in dem die Flächen aneinander vorbeigleiten und nur senkrechte Kräfte aufnehmen. Die Materialeigenschaften bleiben unberührt. Es müssen lediglich alle Komponenten mit Lagerbedingungen versehen werden.

Nur nebenbei:
Interesant währe noch zu wissen, wie es sich auf eine Schraubenverbindung mit Wärmeausdehnzng und einer Querbelastung auswirken würde, wenn die Kontaktfläche zwischen den eingeschraubten Platten liegt. Kann man die Haftreibung berücksichtigen?

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Dragan Ciric
Klaus Union GmbH & Co KG

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Nein. Entweder unendlich große Reibung, oder gar keine Reibung!
Dazu müsstest Du dann in ein Spezialprogramm gehen.

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