---

Hallo,

ich habe die Geometrie eines Bauteils verändert und möchte nun die Festigkeit überprüfen.
Dazu habe ich das alte Bauteil samt Belastung in Pro/M simuliert, dadurch den Wert der von Mises Spannung ermittelt und mit der Zugfestigkeit verglichen (Sicherheit = 2,8!). Kann ich nun das neue Bauteil simulieren, wieder die von Mises Spannung mit der Zugfestigkeit vergleichen und bei einer ähnlich hohen Sicherheit von einer (durch Simulation) nachgewiesenen Festigkeit ausgehen?

Es handelt sich um statisch belastetes Aluminium.

Gruß
Ludwig

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

---

Hallo Ludwig,

als Erstes überprüfst Du die Bruchdehnung des Werkstoffs.
Sollte diese unter 3% liegen, würde ich die Vergleichsspannung von Mises weglassen, stattdessen die Hauptspannungen (Sigma 1 und Sigma 3) auswerten.

Die größte Hauptspannung kann deutlich größer sein als die von Mises (wird gern vergessen). Außerdem gibt es kein Fließen bei spröden Werkstoffen. Insofern ist die Vergleichsspannung von Mises bzgl. Bruchfestigkeit ohnehin sinnlos. Die Vergleichsspannung von Mises sollte mit der Dehngrenze verglichen werden, sofern ein Fließen überhaupt möglich ist.

Ansonsten kannst Du davon ausgehen, dass eine neue Geometrie, die statisch nicht stärker belastet ist als das "alte" Serienteil, ebenfalls "halten" würde.

Gruß Paul

------------------
Pro/MECHANICA® verstehen lernen

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

---

Hallo Paul,

Ludwig´s Problem ist auch für mich nicht ganz uninteressant.

Zur Erinnerung: Ich habe ein Viertelmodell einer Platte mit zwei Symmetrie- und einer Punktrandbedingung versehen. Die Punktrandbedingung fixiert einen Punkt auf der Schnittlinie der beiden Symmetrieebenen in z-Richtung und führt zu dem Hinweis: "Die hervorgehobenen Punktrandbedingungen können singuläre
Spannungskonzentrationen hervorrufen." Dies scheint dann auch genau der Fall zu sein, denn ich erhalte folgende Spannungsmaximalwerte:

      max_stress_prin*:  3.701311e+03
      max_stress_vm*:    1.803752e+04
      max_stress_xx*:    -3.479614e+03
      max_stress_xy*:    9.043511e+01
      max_stress_xz*:    -8.232756e+03
      max_stress_yy*:    -3.855463e+03
      max_stress_yz*:    5.390079e+03
      max_stress_zz*:    -9.562640e+03
      min_stress_prin*:  -1.686531e+04
      strain_energy:      9.399351e+01

Diese Maximalwerte liegen alle bei meiner Punktrandbedingung. Im restlichen Modell herrschen "normale" Spannungswerte (dynamische Abfrage, auch mit Schnitten).

Kann ich auf Grund der singulären Spannungskonzentrationen die o.g. Maximalwerte bei einem Festigkeitsnachweis vernachlässigen? Würdest Du mir für meinen Anwendungsfall auch die von-Mises Vergleichsspannung empfehlen?

Gruß
Tobsen

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

---

Hallo Tobsen,

im Fall einer Gleichgewichtsanalyse (Deine Viertelplatte) sollten keine Singularitäten auftreten, zumindest werte ich keine Ergebnisse aus, solange irgendwelche künstlichen Spannungsspitzen da sind. Singularitäten werden nur dann akzeptiert, wenn diese nachweislich nicht zu vermeiden sind. Eine Gleichgewichtsanalyse dient dazu, Singularitäten zu vermeiden.

Vergleichsspannung von Mises ist komfortabel, immer positiv und häufig irreführend. Stelle Dir vor, ein Würfel wird in drei Raumrichtungen gezogen, die Vergleichsspannung von Mises wäre 0, wenn alle drei Zugspannungen gleich wären, egal wie groß.

Gruß Paul

------------------
Pro/MECHANICA® verstehen lernen

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

---

Hallo Paul,

jetzt bin ich ein wenig verwirrt... Damals sagtest Du, dass das Modell mit der Eckpunktrandbedingung in Ordnung geht. Oder hatte ich das falsch verstanden?

Wie kann ich die Singularitäten nun vermeiden und trotzdem noch aktzeptable Randbedingungen haben, bzw. wie kann ich nachweisen, dass die Singularitäten nicht zu vermeiden sind?

Dank+Gruß
Tobsen

PS: Die hohen Spannungen an der Punkt-RB erstrecken sich nur über ein sehr kleines Volumen -> Man muss richtig "ranzoomen" um diese farblich zu erkennen....

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

---

Hallo Tobsen,

wenn das Gleichgewicht in der Viertelplatte exakt stimmt,
gibt es keine Singularitäten im Punkt (vertikale RB).
Versuche, den Punkt in der Mitte festzuhalten, bis die Singularitäten verschwinden. Ein Gleichgewichtsmodell macht doch gar keinen Sinn,
wenn man dazu noch irgendwelche Spannungsspitzen begründen muss.

Eine Singularität ist dann nicht zu vermeiden, wenn man alle möglichen Varianten der Einspannung getestet hat, und trotzdem unrealistische Spannungsspitzen hat.

Gruß Paul

------------------
Pro/MECHANICA® verstehen lernen

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

---

Hallo Paul,

danke für deinen Tipp, jetzt scheint alles "in Ordnung" zu sein:

      max_disp_mag:       1.082238e-01
      max_disp_x:        -1.068809e-02
      max_disp_y:        -1.078222e-01
      max_disp_z:         1.703919e-02
      max_prin_mag:      -1.068214e+02
      max_stress_prin:    7.860298e+01
      max_stress_vm:      1.012846e+02
      max_stress_xx:     -1.054151e+02
      max_stress_xy:      4.689333e+01
      max_stress_xz:      3.579668e+01
      max_stress_yy:     -8.018382e+01
      max_stress_yz:     -2.241336e+01
      max_stress_zz:     -3.713679e+01
      min_stress_prin:   -1.068214e+02
      strain_energy:      5.828527e+01

Der Werkstoff hat eine Dehngrenze von 125 N/mm^2, ich habe also eine Sicherheit gegen Fließen von rund 1,2.

Spricht nichts mehr dagegen, das (optimierte) Modell so wie es jetzt ist zu belassen, oder? Eine Untersuchung des Vollmodels (habe hier ja aufgrund von Symmetrie mit einem Viertelmodell gerechnet) ist nicht mehr erforderlich?

Gruß
Tobsen

[Diese Nachricht wurde von tobsenmh am 28. Feb. 2009 editiert.]

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

---

Hallo Tobsen,

ich sehe hier nur die Messgrößen. Scheinen OK zu sein. Rechne doch die Mehrfachkonvergenz, dann könntest Du zusätzliche Qualitätsmerkmale kontrollieren, z. B. Konvergenzkurven auswerten usw.

Wie hoch ist die Bruchdehnung (Datenblatt)? Wenn unter 3%, dann verliert definitiv die Vergleichsspannung von Mises ihre Bedeutung.

Gruß Paul

------------------
Pro/MECHANICA® verstehen lernen

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

---

konv.jpg konv2.jpg

Hallo Paul,

danke für Deine Antwort.
Im Anhang die Konvergenzkurve der Messgröße "von Mises Spannung". Leider gilt auch hier: Ich habe 0 Erfahrung. Da ich aber 9 Schritte als Maximum eingegeben habe (und 15 "Prozent-Konvergenz"), mein Wert sich aber bereits von Schritt vier auf fünf nicht mehr ändert, gehe ich davon aus, dass das Ergebnis "gut" ist...??? Ich habe dann in einem weiteren Schritt den Prozent-Konvergenz Wert auf 5 reduziert. Das Ergebnis zeigt der zweite Graph, der bis zu Schritt 5 identisch mit Graph 1 ist. Dann steigt die VM-Spannung aber wieder etwas an... Was ist der Grund hierfür und ist das Grund zur Beunruhigung?

Die Bruchdehnung des Werkstoffes beträgt übrigens 12%.

Dank+Gruß
Tobsen

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

---

Hallo Tobsen,

die Bruchdehnung von 12% deutet auf ein duktiles Materialverhalten hin. Die Vergleichsspannung von Mises ist anwendbar. Konvergenzkurven sehen auch gut aus (Messgröße "konvergiert" gut).

Die Konvergenzkurven haben hier natürlich keinen Bezug auf den Ort der Spannungsspitze. Das müsste mit einem Farbplot belegt werden, sodass der Konvergenzgraph einer Messgröße zusammen mit dem Farbplot als Dokumentation dient. Damit hättest Du eine objektive Grundlage für die Aussage bzgl. vorhandener Sicherheit gegen Fließen.

Gruß Paul

------------------
Pro/MECHANICA® verstehen lernen

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