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Hallo liebe Forengemeinde,

ich habe ein Problem,
ich muss für meine Diplomarbeit ein schaufelfuss einer Verdichterschaufel sowie die entsprechende Schaufelnut mit Hilfe einer Kontaktanalyse überprüfen.
Wie kann ich das in Pro/Mechanica am besten umsetzen (bsp. symmetrie, Randbedingungen, etc.)

Brauche dringend Hilfe

Gruß Mettbrötchen

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Skizze, Lasten, Randbedingungen usw. wären ganz hilfreich 

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Hallo,

Kontakte definieren nicht vergessen. Und die Bereiche um die Kontakte verfeinern. Geht am einfachsten mit einem Volumenbereich. Stärke ca. 0,5 - 1 mm. Dieser Bereich wird dann automatisch verfeinert.

Wenn du eine Presspassung hast, dann diesen Bereich im Volumenmodell mit erzeugen. Bei Symetrie benötigst du noch Schnittstellen an den Seiten der Kontakte. Z.B. seitliche Flächen. Vor allem wenn du mit Überdeckung arbeitest.

Was Symmetrie betrifft, würde ich die Verdichterschaufel komplett zur Berechnung nehmen. Schwierig wird es bei sehr kleinen Verdichtern (Turbolader). Aber bei großen Verdichterschaufeln, die genügend Abstand zueinander haben, sollte es gehen.

Einiges wird auch in der Hilfe erklärt, ansonsten gibt es noch sehr gute Bücher. Z.B. das von ToTacheles
http://ww3.cad.de/cgi-bin/ubb/ubbmisc.cgi?action=getbio&UserName=ToTacheles

(habe bisher hier noch nicht mit Links gearbeitet, aber ich denke du solltest es finden)

HTH

Micha

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Grüße

Micha

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Schaufel.png

Hallo und danke für eure schnellen Antworten.

Hier nochmal eine etwas genauere beschreibung der Problematik.

Es handelt sich hierbei um einen Axialverdichter der neu konstruiert wird.
Die Laufschaufeln sollen mit einem Hammerfuss ausgestattet werden. Der Verdichter dreht mit einer gewissen Geschwindigkeit. Die Laufschaufeln stehen somit unter einer Zentrifugallast. Auf dem Umfang habe ich über 30 Schaufeln verteilt. Somit kann ich denke ich die Symmetrie nutzen und nur eine Schaufel berechnen. Die Schaufeln werden mit hilfe von Stemmstücken in die Schaufelnut fixiert. Die in der Skizze angezeigten flächen sind die kontaktflächen.

ich Hoffe das die Informationen ausreichen.

könnt Ihr mir nochmal erklären, wie ich die kontaktanalyse in pro/Mechanica durchfüren kann und muss.

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Morgens,

1. Materialien zuweisen.
2. Einzelteile bearbeiten - sprich Volumenbereiche erzeugen zur Verfeinerung des Netzes, ggf. noch ein wenig mit den Vernetzungsmöglichkeiten spielen.
3. Vernetzung überprüfen, ggf. nachbessern
4. Die BG Bearbeitungen durchführen. Sprich Kontakte definieren, Schnittstellen. Dabei beachten, dass überall dort wo sich Flächen der Einzelteile berühren Kontakte hin müssen. Ansonsten wird dort verschmolzen.
5. Randbedingungen logisch ansetzen
6. Kräfte antragen.
7. Überprüfen der ganzen BG, - Material, ....
8. Vernetzung in der BG und nochmalige Prüfung. hier dann ggf. Netzdaten speichern.
9. Die Berechnungsanalyse erstellen. Erst mal Schnelldurchlauf, falls was übersehen wurde.
10. Eigentliche Berechnungsanalyse erstellen. Adaptive Einschrittkonvergenz mit eingeschlossenen Kontakten. Geht glaube ich nur mit einem Lastsatz. Lastschritte definieren (denke 10 mit gleichmäßiger Verteilung sollten reichen, Für die Animation wichtig und für die Betrachtung, ab welchem Punkt wird die Last zu groß oder in diese Richtung)

11. Berechnung durchführen, Ergebnisse anschauen und überlegen ob sie Plausibel!!! sind.

Hinweise:

1. Ich persönlich würde erst ein vereinfachtes Modell aufbauen, welches ich ggf. von Hand nachrechnen kann und das auf das eigentliche Berechnungsmodell übertragen. Spart vor allem Berechnungszeit und übt ein wenig.

2. Speichern zwischendurch ganz wichtig 

3. Mehrere Lastsätze bilden, die in separaten!!! Berechnungen betrachtet werden. Also Trennung der Einzellasten Lastsatz 1,2,3 Überlagerung 1,2; 1,3; ... so in etwa.

Wenn du auf einer Workstation arbeitest, dann Taskmanager im Hintergrund laufen lassen und Systemleistung im Auge behalten. Wenn sich sehr lange, sprich Stunden, nichts rührt, kann es sein, dass die Berechnung sich aufgehängt hat. Kann Vorkommen, und bei WF 2 und 3 gibt es auch kein Hinweis "ich kann net mehr".

Es kann sein, dass ich in diesem Ablauf etwas übersehen habe, also hier noch der Aufruf an die Simulationsgemeinde, bitte eigene Hinweise und Empfehlungen hinzufügen. Habe nämlich bereits eine Weile nichts mehr mit Kontaktanalysen zu tun gehabt, und lerne auch gern noch etwas dazu.

Gruß

Micha

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Grüße

Micha

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Hallo ish habe noch eine Frage,

muss ich überhaupt eine Kontaktanalyse durchführen.
Meine Aufgabe besteht lediglich darin zu überprüfen, ob der Schaufelfuss sowie die -nut die gegebenen Belastungen infolge der zentrifugallast aushalten.

ist dabei eine kontaktanalyse überhaupt notwendig?
wie muss ich vorgehen?

ich bin noch ein Anfänger in Bezug auf Pro/Mechanica

Gruß
Mettbrötchen 

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Hallo Mettbrötchen,

es gibt die Möglichkeit ohne Kontkte zu Rechnen, ist aber eigentlich falsch.

Ich empfehle hierzu mal Vergleichsrechnungen an einem einfachen Modell vorzunehmen.

Alternativ kannst du die Schaufen an den Kontaktflächen auch mit einer Verschiebungsrandbedingung versehen. Musst dabei aber genau aufpassen, wie du was festhällst um noch einigermaßen die "Realität" darzustellen. Wenn du alles richtig gemacht hast bekommst dabei Ergebnisse die annähernd!!! stimmen müssten. Du vernachlässigst die Reaktionen des Hammerfußes auf die Fliehkraft und die entsprechende Verformung.

Beim Hammerfuß könntest du eine resultierende Kraft vereinfacht ansetzen. Nützt ebenfalls nur zur Grobauslegen. Könnte dir aber viele Rechnungen im großen Kontaktmodell ersparen.

Bin teilweise ähnlich vorgegangen, wenn es um Grobauslegungen!!! geht. Allerdings musst du am Ende wenigstens einmal mit Kontakten gerechnet haben, um diese Ergebnisse der Einzelanalysen nochmals zu prüfen. Eine Randbedingung oder eine Kraft falsch angesetzt und du kannst völlig daneben liegen, ohne es zu merken. Weiterhin ist die Reaktion des Gesamtsystems eine andere als die Vereinfachungen, das muss dir immer bewusst sein.

Gruß

Micha

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Grüße

Micha

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Hallo Micha,

hast du mal ein ähnliches Problem bearbeitet.

könntest du mir mit den Randbedingungen helfen.
ich muss auch eine Modalanalyse durchführen.

wäre echt super nett

nur zur Info

die Schaufel wird durch stemmstücke die unter die Schaufel geklemmt werden in die Schaufelnut bzw.  an den dargestellten flächen an die nut gepresst

brauche dringend hilfe
ist meine Diplomarbeit und ich habe nicht mehr soviel zeit

gruß Mettbrötchen

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Hallo,

ich glaube bei Paul auf der Seite ist etwas zum Thema vorgespannte Modalanalyse.

Das andere kann ich leider erst morgen näher betrachten. Kannst ja bis dahin mal ein Vorschlag reinstellen wie du es machen würdest, mit den bisherigen Tipps. Vieleicht ist es ja schon richtig.

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Grüße

Micha

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Bild_1.png Bild_2.png

Hallo Micha,

ich habe die Baugruppe zusammengefügt, volumenbereiche abgetrennt, Kontakte definiert, Material zugewiesen, Randbedingungen festgelegt (wobei ich mir da nicht sicher bin), sowie zyklische symmetrie festgelegt. siehe bilder

bei den Randbedingunen, wie du anhand der bilder erkennen kannst habe ich die bei der linke und rechte Fläche die bewegung in z-richtung unterbunden ganz unten habe ich die bewegung in radialer-richtung und für die Theta-richtung habe ich zwei "weiche" Federn zu Basis verwendet (eine für die Welle und eine für die Schaufel).
muss ich für das Stemmstück auche eine weiche Feder zu basis verwenden?
die Zentrifugallast habe ich noch nicht eingefgt (fällt mir gerade beim Schreiben auf  )
Soll ich das Netz auch noch verfeinern oder ist das durch die abtrennung der Volumenbereiche schon ausreichend?

ich hoffe das ist soweit alles und richtig.

Wäre echt nett wenn du mir kurz deine meinung dazu sagen könntest.

Gruß Mettbrötchen

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Ich hab noch ein Problem

Sobalt ich Kontakte definiere funktioniert die Netzgenerierung nicht mehr

kann mir einer sagen warum?

Gruß Mettbrötchen

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Hallo
das mit dem Netz hab ich hingekriegt

aber die berechnung bricht mit schwerwiegenden fehlern ab

kann mir einer Helfen ich verzweifel gerade

BITTE BITTE BITTE

Gruß Mettbrötchen

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Hallo

Was wird noch gesagt bei dem schwerwiegenden Fehler. Zum Beispiel unzureichende Einspannung oder so.

Hast du die Kraft des Keils über Überdeckung aufgebracht? Dann fehlen auf jeden Fall die Schnittstellen, oder ich habe sie übersehen. Die Federn zur Basis? Wofür stehen die? Wie sind die definiert?

Alternativ zur zyklischen Symmetrie mal entsprechende Randbedingungen setzen.

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Grüße

Micha

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Hallo micha,
Die Federn sind als Randbedingung für die Theta-Richtung gedacht,da die zyklische Symmetrie diese ja nicht unbedingt festhält.
Bei der Fehlermeldung steht nur das er mit schwerwiegenden Fehlern abgebrochen hat. Ich habe für das stemmstück lediglich eine Feder als rb gesetzt. Muss ich die z-Richtung noch festhalten?
Eine Überdeckung sowie eine vorspannungskraft hab ich nicht definiert. Die vorspannkraft des stemmstücks läßt sich auch schwer abschätzen
Die einzige last die ich definiert habe ist die zentrifugallast
Wieviel Überdeckung soll ich definieren?
Sind die Federn ok?
Bzw. Sind die restlichen rbs ok?

Danke für deine Hilfe

Gruß mettbrötchen

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Hallo,

im ersten Schritt würde ich die Federn zur Basis mal abschalten/unterdrücken, denn meines erachtens sollte die nicht notwendig sein.

Wenn nichts weiter da steht hat das Programm irgendwo ein anderes Problem. Was das Stemmstück angeht, müsste die Überdeckung mindestens so groß sein, dass er sich nicht unter Fliehkrafteinwirkung löst, sonst hast du ja ein Problem beim abschalten bzw. runterfahren deiner Anlage. Vieleicht ihn auch mal in einem weiteren Schritt in Z -Richtung festhalten.

Stelle mal die RPT -ausgabedatei rein. Da steht alles drin, was ein Problem darstellen könnte. Müsste im Ordner deiner Analyse sein.

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Grüße

Micha

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Bild_1.png

Es gibt nur eine Frage.

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Grüße

Micha

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Hallo Micha,
nein an den stellen berühren sich die beiden körper nicht

Gruß Mettbrötchen

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Irgenwie funktioniert die Netzgenerierung nicht wenn ich die zyklische symmetrie verwende

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Da kann ich leider nichts zu sagen, außer Materialzuordnung prüfen, auch mal bei den Volumenbereichen prüfen. Materialdateien prüfen. Aber das ist nur Rätselraten. Probiere mal die Zyklische Symmetrie durch normale Randbedingungen zu ersetzen. Radial frei, Theta fest,... .

Ansonsten die Bitte mal an die anderen, die mehr Erfahrung haben, mal drüber zu schauen.
Zumal ich derzeit noch mit WF 2 arbeite. Vieleicht gibt es in WF 5 ein paar andere Kniffe.
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Grüße

Micha

[Diese Nachricht wurde von Micha K. am 24. Mrz. 2011 editiert.]

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Hallo Micha
das mit dem Netz hab ich hinbekommen
hatte mit den Volumenbereichen zutun

werde jetzt mal deine vorschläge umsetzen

ich danke dir schonmal für die schnelle und kompetente hilfe

sind die anderen RB denn ok?

Gruß Mettbrötchen

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Hallo Micha,
mal ne blöde frage aber wie kann ich das mit der Überdeckung realisieren?

einfach das stemmstück ein wenig (bsp. 0.025 mm) größer als das Nennmaß machen.

oder muss ich dabei anders vorgehen?

Gruß Mettbrötchen

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Bild_3.png

Hallo Micha
ich habe herausgefunden, dass das wohl an den Volumenbereichen liegt.
hab ein paar weggenommen und prompt rechnet er durch (zumindesten Schnelldurchlauf)
habe ein Bild angehangen.

ich habe jedoch für das Stemmstück keine Vorspannung realisiert.

Wie kann ich die Überdeckung realisieren?

Wenn du mir hierbei nochmal helfen könntest wäre das echt super nett von dir.

Gruß Mettbrötchen

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Hallo,

ich vermute mal, dass die Volumenbereich keine Materialzuweisung hatten. Es gibt aber noch andere Möglichkeiten der Verfeinerung. Wie gesagt, habe bereits eine Weile nichts mehr zu tun gehabt mit Kontaktanalysen. Wird aber demnächst wieder kommen. Das mit der Überdeckung ist wie du es sagtest. einfach das Bautei größer machen und die Schnittstellen definieren.

Mechanica erkennt dann diese Überdeckung und rechnet dann diesen überstand als Aufdehnung oder Pressung in beide Teile mit ein, je nach Material und Dimmension. Dazu gibt es auch etwas genaueres in der Pro/Hilfe glaube ich und ich wette noch einige Beiträge in diesem Forum.

Ansonsten würde ich die Randbedingungen als korrekt erachten, sonst hätte ich schon eher rumgemerkelt.

Die PRT -Datei die ich oben genannt habe kannst du mit an die Arbeit anhängen, sie enthällt alle Infos über die Berechnung. Also, dass was in den Berechnungsfenstern angezeigt wird. Sie kann als Text-Dokumennt geöffnet werden. Dort gibt es auch die Infos über Konvergenz und größte Spannung und Verformung. Dazu gibt es aber auch jede Menge hier im Forum. Habe mir auch einige Hilfe darüber geholt und die Beiträge, die Wichtig waren mit angegeben. Falls es bei dir zulässig ist.

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Grüße

Micha

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Morgens

mir ist noch etwas eingefallen, woran das mit der Vernetzung gelegen haben könnte.

Die Kontaktbereiche waren nicht mit den Symmetrierandbedingungen verknüpft.

Ist aber nur eine Mutmaßung, die mir heute morgen eingefallen ist.

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Grüße

Micha

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