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Thema: Berechnung von Kunsstoffen (9063 mal gelesen)
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Rukes1 Mitglied Konstrukteur
Beiträge: 36 Registriert: 15.01.2009
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erstellt am: 10. Jul. 2009 10:30 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hallo Simulanten, hat jemand von Euch Erfahrung (mehrere Jahre) in der Berechnung von Kunststoffbauteilen? Ich habe hier schon mal gefragt und auch von ToTacheles eine Antwort bekommen, doch leider lässt mich das Thema weiterhin nicht in Ruhe. ToTacheles sagt, dass er die Dehnung auf 1%-2% begrenzt und damit das Material linearisiert. Dadurch bekommt man auch ein Sekantenmodul mit dem man rechnen kann. Doch ich denke, das kann man nicht einfach so pauschal sagen, denn es gibt auch Zustände, in welchen ein Kunststoff deutlich an seine Bruchgrenze (oder Streckgrenze) belastet werden kann. Das ist beispielsweise der Fall, wenn kurzzeitige, einmalige Vorgänge stattfinden (Einschnappen eines Schnappers). Hier kann auch bis zu 80% der Bruchdehnung ausgenutzt werden. Bei gefüllten Kunsstoffen sieht die Sache wieder ganz anders aus. Ich habe das Problem, dass ich in der Literatur nur sehr schwammige Angaben über die Dimensionierung bei Kunststoffen finde. Es gibt ein Nomogramm nach Oberbach mit welchem die zulässige Spannung und Dehnung bei unterschiedlichen zeitlichen Belastungen ermittelt werden kann aber arbeitet jemand von Euch auch damit? Was mache ich, wenn ich nur ein Datenblatt des Kunststoffes habe? Also keine temperatur- oder zeitabhängigen Kurven sondern nur einen Biege E-modul und die Bruchspannung und Bruchdehnung. Wenn ich die Bruchspannung über Sicherheitsfaktoren auf einen zulässigen Wert reduziere, wie hoch ist dann meine zulässige Dehnung und damit der Sekantenmodul (Kunsstoffe verhalten sich ja nichtlinear...)???? Vielleicht kann jemand hierbei seine Erfahrungen mit mir und den Forumsmitgliedern teilen. Würde mich über eine rege Diskussion freuen. Viele Grüße, Rukes Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
JPietsch Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Administrator PDMLink
Beiträge: 5611 Registriert: 12.09.2002 Windchill PDMLink 11.1 M020 Creo Parametric 8.0.2.0 (produktiv) Creo Parametric 9.0.0.0 (Test) SimuFact Forming 2022
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erstellt am: 13. Jul. 2009 14:59 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Rukes1
Besorg Dir "Finite Element Methode für die mechanische Auslegung von Kunststoff- und Elastomerbauteilen" von Marcus Storjek, Markus Stommel und Wolfgang Korte (Springer VDI Verlag) Generell wirst Du bei einer Aufgabenstellung wie der Deinigen um eigene Versuche nicht herumkommen. Das Verhalten von Werkstoffen aus dem Kunststoff- und Elastomerbereich ist einfach viel zu unterschiedlich und vielfältig, um generelle Aussagen darüber treffen zu können. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Rukes1 Mitglied Konstrukteur
Beiträge: 36 Registriert: 15.01.2009
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erstellt am: 13. Jul. 2009 15:15 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hallo, vielen Dank für die Antwort. Habe gerade mit dem VDI-Springer Verlag telefoniert. Die von Dir vorgeschlagene Publikation ist bereits seit Jahren vergriffen. Eine Neuauflage gibt es nicht und wird es auch nicht geben. Elektronisch ist das auch nicht zu haben... Nun meine Frage: woher bekomme ich das teil sonst noch??? Hast Du irgendeine Idee? Danke für die Hilfe. Gruß, R. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Wyndorps Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Ingenieur
Beiträge: 4563 Registriert: 21.07.2005 Creo 8.0.1.0 Genius Tools 8.0 Windchill 12.0.2.0
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erstellt am: 13. Jul. 2009 15:51 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Rukes1
Zitat: Original erstellt von Rukes1: ... Eine Neuauflage gibt es nicht und wird es auch nicht geben. ...
Krass! Müll und Nonsens werden millionfach verfielfältigt. Qualität fliegt aus dem Programm! Wende Dich an eine Bibliothek (ggf. Hochschulbibliothek) in Deiner Nähe. Dies sollten das Buch zumindest über die Fernleihe noch besorgen können. ------------------ ---------------- "Ich stimme mit der Mathematik nicht überein. Ich meine, daß die Summe von Nullen eine gefährliche Zahl ist." (Stanislaw Jerzy Lec) Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Rukes1 Mitglied Konstrukteur
Beiträge: 36 Registriert: 15.01.2009
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erstellt am: 13. Jul. 2009 16:08 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hallo, danke für den Tipp ! Ich werde gleich heute noch an die FH gehen. Vielleicht habe ich ja Glück. Ja das stimmt schon. Die Leute werden mit Müll zugeschmissen und von der Glotze zugedröhnt. Die richtig guten Sachen haben keinen Markt und werden abgesetzt. Talkshows mit den brisanten Themen wie "Hilfe mein Hund ist schwul, was soll ich denn jetz machen???" oder " Ich bin seit kurzem Handtaschenfetischist" haben Hochkonjunkturund die Leute glotzen den Müll den ganzen Tag. Tja, die Welt von heute ist nicht einfach, wenn man zu den DENKENDEN gehört Gruß, R. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Rukes1 Mitglied Konstrukteur
Beiträge: 36 Registriert: 15.01.2009
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erstellt am: 14. Jul. 2009 12:34 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
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flavus Mitglied Techniker+Familienerhalter
Beiträge: 1378 Registriert: 09.04.2005 ATI 3450 Win7/64 Creo2.0 produktiv Windchill 10.0 nimmermehr :-(
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erstellt am: 14. Jul. 2009 12:56 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Rukes1
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Rukes1 Mitglied Konstrukteur
Beiträge: 36 Registriert: 15.01.2009
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erstellt am: 14. Jul. 2009 13:00 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
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anagl Ehrenmitglied V.I.P. h.c.
Beiträge: 4566 Registriert: 28.05.2001 WF2 WF4(M90) HW diverse Das Schreiben bei CAD.de ist freiwillig und kein Muss !!!!!
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erstellt am: 14. Jul. 2009 13:11 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Rukes1
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Rukes1 Mitglied Konstrukteur
Beiträge: 36 Registriert: 15.01.2009
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erstellt am: 20. Jul. 2009 10:40 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Guten Tag, ich habe die Publikation "FEM für die mechanische Auslegung von Kunststoff- und Elastomerbauteilen" ergattert und (fast) durchgelesen. Mir sind da noch ein paar Unklarhheiten aufgefallen, die ich Euch mitteilen möchte in der Hoffnung, dass Ihr diese beseitigen könnt. Auf Seite 128 steht (im unteren Drittel), dass der Sekantenmodul für die FEM ungeeignet sei ! Wenn man jedoch nicht mit dem Sekantenmodul rechnen soll, womit dann !?!?!?! Den Emodul kann ich nicht verwenden und den Kriechmodul kann ich auch z.B. bei Schnappvorgängen nicht verwenden. Andere E-Moduli kenne ich nicht...Womit rechnet Ihr denn? Auf Seite 131 ist eine Tabelle mit Parametern der Füllfasern abgedruckt. Der E-Modul ist in MPa angegeben und der Schubmodul in GPa. Meines Wissens nach lässt sich der Schubmodul aus dem E-Modul ableiten (und umgekehrt). Demnach müsste der E-Modul in der Tabelle auch die Einheit GPa haben. Ist das nur ein Druckfehler oder übersehen ich da etwas? Auf Seite 185 sind einige Ergebnisse für die Richtungsmoduli bei einem kurzfaserverstärktem Kunststoff angegeben (E11, E22, E33...) Die Parameter der Matrix und der Fasern sind ebenfalls angegeben. Aus diesen Parametern lassen sich die einzelnen E-Moduli bestimmen. Wenn ich jedoch die Zahlenwerte in die Gleichungen nach Halpin und Tsai (auf Seite 130, Gl (4.48)) eingebe, erhalte ich Werte, die um 10% kleiner sind. Ich habe die Rechnung mehrmals durchgeführt und alle Schritte mehrfach geprüft. In der rechnung mache ich keine Fehler. Ist Euch sowas auch schon aufgefallen? Dank für die Beiträge. Gruß, R.
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Nico Laufer Mitglied Dipl. Ing. (FH)
Beiträge: 264 Registriert: 05.02.2004 Pro/E WF2 M180 Pro/E WF3 M050
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erstellt am: 20. Jul. 2009 11:06 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Rukes1
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Rukes1 Mitglied Konstrukteur
Beiträge: 36 Registriert: 15.01.2009
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erstellt am: 20. Jul. 2009 11:11 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hi, kein Problem. Du must auf die Seite von Part-GmbH (www.part-gmbh.de). Dort läuft rechts im Bild eine Laufschrift nach oben. Das sind Links zu verschiedenen Publikationen. Ein Link davon ist das besagt Buch. Das Einzigste was Du noch machen musst ist sich dort anzumelden. Schon kannst Du das Buch herunterladen. Ich kann es auch an Deine Mailadresse senden (5,6MB als PDF) Gruß, R. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Nico Laufer Mitglied Dipl. Ing. (FH)
Beiträge: 264 Registriert: 05.02.2004 Pro/E WF2 M180 Pro/E WF3 M050
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erstellt am: 20. Jul. 2009 13:31 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Rukes1
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ToTacheles Mitglied
Beiträge: 1328 Registriert: 01.04.2003 Creo Simulate 2.0 M080
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erstellt am: 27. Jul. 2009 09:45 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Rukes1
Zitat: Original erstellt von Rukes1: Guten Tag,... Auf Seite 128 steht (im unteren Drittel), dass der Sekantenmodul für die FEM ungeeignet sei ! Wenn man jedoch nicht mit dem Sekantenmodul rechnen soll, womit dann !?!?!?!... Auf Seite 185 sind einige Ergebnisse für die Richtungsmoduli bei einem kurzfaserverstärktem Kunststoff angegeben (E11, E22, E33...) Die Parameter der Matrix und der Fasern sind ebenfalls angegeben. Aus diesen Parametern lassen sich die einzelnen E-Moduli bestimmen. Wenn ich jedoch die Zahlenwerte in die Gleichungen nach Halpin und Tsai (auf Seite 130, Gl (4.48)) eingebe, erhalte ich Werte, die um 10% kleiner sind. Ich habe die Rechnung mehrmals durchgeführt und alle Schritte mehrfach geprüft. In der rechnung mache ich keine Fehler. Ist Euch sowas auch schon aufgefallen? Dank für die Beiträge. Gruß, R.
----------------------------------------------- Hallo Rukes, der Sekantenmodul ist in jedem Punkt der Spannungs-Dehnungs-Kurve (Zugversuch) unterschiedlich. Pauschal wird also nicht der Sekantentenmodul allgemein angenommen, sondern das Materialverhalten bis zu einem angenommenen und als zulässig betrachteten Wert linearisiert, das je nach Werkstoff. Z. B. bei PA6.6-GF30 bei bis zu 1% Dehnung. Hierbei wird darüber hinaus Isotropie vorausgesetzt. Die Dimensionierung erfolgt dann nur bis zur entsprechend bei 1%-Dehnung festgelegten Grenze der maximalen Hauptnormalspannung. Erst mit der WF5 ist es jedoch möglich, die Plastizität des Werkstoffes zu berücksichtigen, indem die Spannungs-Dehnungs-Kurve aus dem Zugversuch eingegeben wird. Dabei wiederum nur isotrop, die Anisotropie gibt es in MECHANICA bei Laminaten. Dein Versuch, mit orthotropen (ist nicht gleich anisotrop) Eigenschaften zu arbeiten, wird bei glasfaserversrärkten Spritzgießteilen nicht funktionieren, da Du die Geometrie nicht vereinfachst und z. B. keine Rundungen vernachlässigst, oder etwa doch? Der Zusamenhang zwischen E-Modul, Schubmodul und der Querkontraktionszahl gilt hier nicht. Es ist also nicht möglich, die Querkontraktionszahl aus dem Schubmodul zu berechnen oder so. Gruß Paul
------------------ Pro/MECHANICA® verstehen lernen Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Rukes1 Mitglied Konstrukteur
Beiträge: 36 Registriert: 15.01.2009
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erstellt am: 06. Aug. 2009 09:02 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hallo, danke für die Antwort. Wie sieht es aber beispielsweise bei kurzzeitigen Belastungen wie das Schnappen einer Schnappverbindung? Hier kann bis zur Bruchdehnung dimensioniert werden und diese kann weit über der 1% Grenze liegen. Auf jeden Fall liegt diese nicht mehr im linearen Bereich der Spannungs-Dehnungs-Kurve. Wenn die Verbindung nur kurzzeitig und schnell die beansprucht wird, dann ist die Dimensionierung bis zur Bruchdehnung (ich rechne dann bis zu 80% der Bruchdehnung) legitim. Zumindest habe ich dies aus der Literatur entnommen (Gunter Erhard, "Konstruieren mit Kunsstoffen", 3. Auflage). Hierbei rechne ich mit dem Sekantenmodul. Bislang waren die Ergebnisse plausibel. Bei verstärkten Kunsstoffen sieht die Grenzdehnung auch anders aus. Diese ist nach meinen Erfahrungen und Informationen deutlich kleiner als 1% da bereits bei ca 1% Dehnung Mikrorisse im Bauteil auftreten können, die über sich die Zeit fortpflanzen und zum Versagen führen können. Zumindest bei dynamisch beanspruchten Teile kann dies durchaus vorkommen. Ein weiterer Punkt ist die Kriechfähigkeit von Kunsstoffen. Bei Langzeitbelastung rechne ich mit dem Kriechmodul. Diesen entehme ich den Kriechkurven aus Campus. Aufgrund der Relaxation des Werkstoffes komme ich auch hier über die 1% Dehnung. Ich bin mir wirklich nciht sicher, ob die pauschale linearisierung der Kunststoffbauteile auf 1% Dehnung wirklich immer sinnvoll ist. Haben Sie schon Erfahrungen mit einer Rechnung über der 1% Gehngrenze gesammelt? Gruß, R.
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ToTacheles Mitglied
Beiträge: 1328 Registriert: 01.04.2003 Creo Simulate 2.0 M080
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erstellt am: 06. Aug. 2009 11:10 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Rukes1
Hallo Rukes, der Schnapphaken wird bei Dir offensichtlich plastisch belastet, also WF5 (Vorversion) verwenden, in WF4 geht das noch nicht. Man braucht die Spannungs-Dehnungs-Kurve für kurzzeitige Belastungen, um diese in MECHANICA einzugeben. Mit dem Sekantenmodul kommst Du nicht weiter. Ich habe mich bisher noch nie getraut, bei Kunststoffen irgendetwas über 1% Dehnung anzunehmen oder auszulegen... ... bis auf eine Analyse, in der ich plastisch (WF5) gerechnet habe. Gruß Paul ------------------ Pro/MECHANICA® verstehen lernen Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Rukes1 Mitglied Konstrukteur
Beiträge: 36 Registriert: 15.01.2009
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erstellt am: 06. Aug. 2009 11:39 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hallo Paul, selbst als ich die Belastung rein elastisch habe (entsprechend kleiner Hinterschnitt) funktioniert die Kontaktanalyse nicht richtig. Wie kann ich mehrere Flächen als Kontaktflächen auf beiden Teilen definieren? Geht das nur über stupides, mehrfaches hin und herklicken??? Oder geht das eleganter. P.S.: ich habe schon Schnapphaken über 1% Dehngrenze dimensioniert. Hat auch in der Praxis funktioniert. Allerding nur bei unverstärkten Kunsstoffen (POM, PA). Bei verstärkten bin ich immer unter 1% geblieben. Gruß, R. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
ToTacheles Mitglied
Beiträge: 1328 Registriert: 01.04.2003 Creo Simulate 2.0 M080
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erstellt am: 06. Aug. 2009 12:03 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Rukes1
Zitat: Original erstellt von Rukes1: ... Wie kann ich mehrere Flächen als Kontaktflächen auf beiden Teilen definieren? Geht das nur über stupides, mehrfaches hin und herklicken???... Gruß, R.
Hallo Rukes, das geht tatsächlich nur mit einem "stupiden" hin und her klicken. Die Alternative, beide Teile als Kontaktkörper automatisch anzugeben, führt zu viel zu vielen Kontaktpaaren. Gruß Paul ------------------ Pro/MECHANICA® verstehen lernen Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Rukes1 Mitglied Konstrukteur
Beiträge: 36 Registriert: 15.01.2009
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erstellt am: 06. Aug. 2009 13:04 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
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MarioHog Mitglied
Beiträge: 5 Registriert: 09.02.2014
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erstellt am: 09. Feb. 2014 03:30 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Rukes1
Hallo, guten Abend. Leider ist das Buch unter der Webseite nicht mehr beziehbar. Weiß jemand wo ich umfangreiche isochrone A'-Faktor - Dehnungsdiagramme zu Kunststoffen finde? beste Grüße
[Diese Nachricht wurde von MarioHog am 09. Feb. 2014 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
N.Lesch Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Dipl. Ing.
Beiträge: 5082 Registriert: 05.12.2005 WF 4
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erstellt am: 09. Feb. 2014 07:33 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Rukes1
Hallo Mario, willkommen bei CAD.de. Solche Diagramme gibt es auf der Datenbak Campus. Auf der Webseite sind sie nur verkleinert. Du mußt das ganze Programm runter laden. Zu den gangigsten Kunststoffen gibt es von den großen Herstellern viele Daten. Was Du auf Campus nicht findest, gibt es nicht. Die Erstellung all der Daten ist sehr aufwendig. ------------------ Klaus Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
| Sachbearbeiter Netzdokumentation (m/w/d) | Seit rund 130 Jahren leben wir vor, was uns keiner nachmachen kann: Wir versorgen täglich bis zu 200.000 Menschen in der Region mit 100 Prozent Ökostrom und Ökogas, Wasser, Fernwärme und den dazugehörigen Dienstleistungen. Gestern, heute und morgen sind wir hier mit Pioniergeist unterwegs und haben die Umsetzung der lokalen Energiewende bis 2035 sowie den Klimaschutz fest im Blick. Hierbei setzen ... | Anzeige ansehen | Geowissenschaften |
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MarioHog Mitglied
Beiträge: 5 Registriert: 09.02.2014
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erstellt am: 09. Feb. 2014 10:32 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für Rukes1
Hallo Klaus, vielen Dank für Deine Antwort. Ich muß anschließend eine FEM Simulation in HyperWorks machen, das einzige Buch was ich gefunden habe dazu ist "Kinematics of Machinery Through HyperWorks" von J.S. Rao. Kannst Du oder könnt Ihr mir noch andere Literatur zu HyperWorks empfehlen. Das Teil ist leider, was Literatur angeht, wohl ein Exot. viele Grüße [Diese Nachricht wurde von MarioHog am 09. Feb. 2014 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |