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Gut zu wissen: Hilfreiche Tipps und Tricks aus der Praxis prägnant, und auf den Punkt gebracht für Creo
Autor Thema:  Schrauben-KE als Verbindung von 3 Bauteilen (3118 mal gelesen)
brinschwitzium
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Schraube_in_Durchgangsloch.png

 
Hallo,

ich bin im Rahmen meiner Masterarbeit mit einem Problem konfrontiert, das ich allein leider nicht gelöst bekomme... Ich will eine Simulation einer Baugruppe durchführen, die eine Last von einer externen Balkenstruktur erfährt.
Die drei verschiedenen Teile der Baugruppe sind durch Durchgangsschrauben und Mutter verbunden. Wenn ich diese Schrauben mit dem Schrauben-KE simuliere verschiebt es mir jeweils die beiden äußeren Bauteile in Relation zum inneren Bauteil. Gibt es vielleicht irgendwo beim Schrauben-KE die Funktion, dass Seitenkräfte auf weitere Bauteile übertragen werden? Oder ist es am besten dem ganzen durch rigid links zwischen den Kontaktflächen von innerem Bauteil und äußerem Bauteil Rechnung zu tragen???

Ich komm da leider nicht weiter und würde mich über Anregungen sehr freuen!

Grüße Andi

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Fatiguester
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erstellt am: 29. Okt. 2015 10:57    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für brinschwitzium 10 Unities + Antwort hilfreich


i_ex_fast_interfer.gif

 
eventuell hilft dir das hier ja weiter. Hast du mal überlegt die Schrauben als Volumenkörper zu modellieren?

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brinschwitzium
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erstellt am: 29. Okt. 2015 11:22    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hi Fatiguester,

vielen Dank für die Idee! Das mit den Schrauben als 3D part hab ich schonmal versucht - dabei wollte ich dann die Vorspannung über eine Temperaturdifferenz regeln. Allerdings bin ich mir bei dieser Variante nicht sicher, wie genau ich die Verbindung von Schraube zu den Durchgangslöchern gestalten soll, so dass das Modell der Wirklichkeit entspricht, d.h. in Querrichtung keine Relativbewegung zwischen Schraube und Durchgangsloch zulassen und in Längsrichtung schon (Verkürzung der Schraube?). Zudem weiß ich nicht, welche Randbedingung zwischen dem Schraubenkopf und der Auflagefläche auf dem Bauteil verwendet werden soll...

Grüße Andi

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Fatiguester
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erstellt am: 29. Okt. 2015 11:30    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für brinschwitzium 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo Andi!

DAs wurde hier schon mehrfach behandelt... einfach mal die Suchfunktion benutzen oder den Beitrag anschauen.klick

Grüße Mirko

[Diese Nachricht wurde von Fatiguester am 29. Okt. 2015 editiert.]

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brinschwitzium
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erstellt am: 29. Okt. 2015 11:49    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

den Beitrag kenne ich - kann da aber leider keinen Zusammenhang zu meinem Problem herstellen... in der Datei ganz am Ende des Beitrags werden zwei bauteile miteinander verschraubt - wenn ich es richtig interpretiere, dann ist für jedes Bauteil eines planare randbedingung vergeben, d.h. die bauteile sind nur noch in einer ebene verschiebbar. Durch die Randbedingung auf die untere Schraubenfläche wird eine Bewegung in eben diese Raumrichtung gesperrt. D.h. die Baugruppe ist bestimmt und nun kann die Schraube Kraft ausüben.

bei meinem 3 Teile problem will ich aber lediglich das mittlere Bauteil fest fixieren udn die beiden anderen Bauteile mit Hilfe der Schraube dagegendrücken. Da sich dabei sowohl die position der beiden Bauteile, als auch die Position der Schraube geringfügig ändern kann (wenn das fixierte mittlere bauteil verformt wird), kann ich die Bauteile und Schrauben sowie Muttern ja nicht mit absoluten Randbedingungen belegen, sondern darf nur eine relative Bedingung im bezug auf das mittlere Bauteil vergeben, verstehe ich das richtig?

Gibt es da vielleicht eine Lösung mit einem rigid link? ich hab das mal zwischen schraubenfläche und durchgangsloch versucht, das hat dann aber absolut unrealistisch ausgesehen, da sich der schraubenkopf extrem verformt hat im bezug zur schraubenfläche...

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erstellt am: 29. Okt. 2015 21:59    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für brinschwitzium 10 Unities + Antwort hilfreich

Hi,

die Schrauben als Volumenmodell sowie Kontaktbedingungen wären das Richtige. Randbedingungen werden dann ausschließlich auf das mittlere Teil aufgebracht. Starre Verbindungen sind hier aber ungeeignet.

Gruß Paul

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brinschwitzium
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erstellt am: 30. Okt. 2015 08:07    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hey,

Danke für die Antwort - ich habe das mit Volumenschrauben und contact interface gestern nachmittag auch noch ausprobiert... zuerst hat es nicht geklappt, da die Schraube einen Durchmesser von 8mm hatte und die Durchgangslöcher 8,5mm Durchmesser haben. Wenn ich die Schraube dann aufgedickt habe, d.h. auch mit dem Durchmesser 8,5mm versehen habe hat es geklappt.
Wisst ihr noch eine Variante für die dünne Schraube? ich habe es mit dieser Schraube auch mal mit rigid links zwischen schraubenkopf und äußerem Teil, sowie rigid link zwischen auflagefläche äußeres teil und mittleres teil versucht, das hat auch geklappt... Frage ist nun welcher Fall realisitischer ist - da tendiere ich momentan zum zweiten fall.

Grüße Andi

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erstellt am: 30. Okt. 2015 13:00    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für brinschwitzium 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo Andi,

ein Spiel in der Bohrung ist für die Schraube gar kein Problem. Vermutlich hast Du in der Analysedefinition das Häkchen für Kontakte nicht gesetzt.

Könntest Du eine (vereinfachte) Baugruppe hochladen? Dann würde ich das FE-Modell erstellen.

Starre Verbindungen verfälschen grundsätzlich die Realität.

Gruß Paul

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brinschwitzium
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erstellt am: 30. Okt. 2015 15:37    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


Daten_fur_upload.zip

 
Hey,

das ist mal ein nettes Angebot - schonmal vielen Dank!

Leider darf ich das mittlere Stück nicht rausgeben - ich habe aber den gleichen Aufbau erneut vorgenommen und das mittlere Stück einfach durch drei Hülsen ersetzt - vom prinzip her also alles gleich...

Ich habe auch sonst alles genau so aufgebaut, wie es in meiner Baugruppe ist, also sämtliche Simulationselemente und Einstellungen gleich gesetzt. Vielleicht kannst du mir daran erläutern was ich vergessen habe.

Danke!

Grüße Andi

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ToTacheles
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erstellt am: 30. Okt. 2015 17:28    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für brinschwitzium 10 Unities + Antwort hilfreich

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erstellt am: 04. Nov. 2015 07:49    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hi,

nochmal vielen Dank für deine Mühe! Leider steige ich bei deinem Modell nicht so wirklich durch - wieso hast du den meine Last auf das Balkenmodell auserhalb der Struktur aus den 3D Körpern entfernt? Zudem ist die Temperaturdifferenz bei dir auch 0°C... oder hab ich nur beim Einladen des files etwas verbockt...

Grüße Andi

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erstellt am: 04. Nov. 2015 12:15    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für brinschwitzium 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo Andi,

das Modell habe ich kpl. neu aufgesetzt, Deine Last aber leider gar nicht berücksichtigt.

Temp.-Last ist nur dummy (damit überhaupt gerechnet wird), die eigentliche Vorspannung erfolgt unter den Schraubenköpfen (Durchdringung 0,1 mm definiert, die man anpassen kann).

Gruß Paul

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brinschwitzium
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auswertung_mit_last_auf_kurbel.JPG

 
Hi Paul,

ich habe mir dein Modell nun nochmal genauer angeschaut - falls ich die Last auf die Kurbel, die ich eigentlich mitsimulieren will nicht anlege funktioniert alles wirklich spitze - das sieht nach einem guten Ansatz aus... falls ich aber die Kurbellast aufbringe, dann "hauen" mir die Schrauben ab, d.h. sie entfernen sich von den Durchgangslöchern in der großen Platte - da werde ich dann wohl doch einen rigid link verwenden müssen, oder?

Ein weiterer Punkt, den ich nicht ganz verstehe... bei den zwei Schrauben-KE, die ich eingefügt habe heißt es immer, die kontaktflächen der beiden zu verschraubenden Elemente werden als haftend betrachtet, bei der Simulation durchdringen sich die Flächen dann - kann man diese Bedingung irgendwie auf contact umstellen - dann müsste die Durchdringung ja verschwinden oder?

im Anhang ist ein Bild vom Ergebnis mit der Kurbellast... das zeigt, das bisher noch auf keinen Fall ein realitätsnahes Modell besteht.

Vielen Dank nochmal für die Hilfe soweit!

Grüße Andi

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erstellt am: 09. Nov. 2015 17:18    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für brinschwitzium 10 Unities + Antwort hilfreich


verspannen_ergaenzt.zip

 
Hi,

anbei ein ergänzter Vorschlag:
Ich habe paar Kontakte bei Schrauben hinzugefügt.

Bei Schrauben-KE's können auch Kontakte definiert werden.

Gruß Paul

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erstellt am: 10. Nov. 2015 10:25    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


auswertung_mit_last_auf_kurbel2.JPG


trial2.zip

 
Hey Paul,

ich glaube ich bin entweder zu blöd oder das Problem ist echt nicht so einfach lösbar...

Habe es mit dem Model von gestern nochmal versucht... aber auch da durchdringen sich die einzelnen Teile - ich glaub die Durchdringung wird bei contact interfaces nur verboten, wenn sich die flächen am anfang schon berühren - als ich nämlich das Model mit dickeren Schrauben aufgebaut habe gab es keine unnatürliche Durchdringung.

Im Anhang ist ein Bild vom Ergebnis mit dem Model von gestern und zudem ein Model, in dem ich auch die Last auf die Kurbel eingebaut habe. Ich weiß echt nicht mehr weiter und ich glaube ich nehme einfach Schrauben-KE und rigid links zwischen den Kontaktflächen der einzelnen Teile... das erzeugt wenigstens Ergebnisse, die sich nicht durchdringen und halbwegs vernünftig aussehen.

Falls du noch einen Tipp hast gern, aber ich glaube das ist echt schwer das richtig hinzubekommen...

Grüße Andi

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brinschwitzium
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erstellt am: 10. Nov. 2015 14:27    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


auswertung_mit_original_scgrauben_ke.JPG

 
Hey,

ich hab nun nochmal mit dem Schrauben-KE rumgespielt und die Kontaktfläche zwischen den zu verschraubenden Flächen als contact interface mit infinite friction definiert... das liefert meines Erachtens gute Ergebnisse - keine durchdringung ist zu erkennen und schraubenlöcher verschieben sich nicht gegeneinander (siehe bild im anhang)

Grüße Andi

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erstellt am: 10. Nov. 2015 16:45    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für brinschwitzium 10 Unities + Antwort hilfreich

Zitat:
Original erstellt von brinschwitzium:
Hey Paul,
...
Habe es mit dem Model von gestern nochmal versucht... aber auch da durchdringen sich die einzelnen Teile...

Grüße Andi


Hallo Andi,

die Verformung ist bei Dir um den Faktor 100 übetrieben skaliert,

1:1 wäre realistisch.

Gruß Paul

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ToTacheles
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erstellt am: 10. Nov. 2015 16:53    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für brinschwitzium 10 Unities + Antwort hilfreich


farbplot_deine_analyse.jpg

 
-> Farbplot aus Deiner Analyse

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erstellt am: 16. Nov. 2015 07:56    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

ah, okay... ich dachte das mit dem übertrieben starkem Faktor bei der Verformung sei ein gutes Mittel um Durchdringung herauszufinden...

Ich denke ich hab dank deiner Hilfe nun ein gutes Modell aufgebaut - die contact interfaces zwischen dem Schraubenschaft und den Durchgangslöchern sind cool!

Besten Dank!

Grüße Andi

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erstellt am: 20. Nov. 2015 08:33    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hi,

mit dem Model-Aufbau bin ich dank eurer Hilfe nun fertig - allerdings bekomm ich keine wirklich konsistenten Werte, wenn ich die gleiche Simulation zweimal hintereinander durchführe (mit dem single pass adaptive Verfahren, da die Rechenzeit sonst extrem lang ist...).

D.h. die maximal-Werte sind unterschiedlich - allerdings sind die recht hoch im Vergleich zum Rest, also eher nicht interpretieren wegen Singularität, oder? Aber auch sonst ist der grobe Trend der Spannungswerte identisch (also die Stellen, die bei der ersten Simulation hohe Werte aufweisen, zeigen auch bei der zweiten Simulation hohe Werte) aber der genau Verlauf sieht leicht unterschiedlich aus...

Kann das am Rechenalgorithmus liegen oder ist mir da sonst noch ein Fehler unterlaufen?

Besten Dank!

Grüße Andi

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erstellt am: 20. Nov. 2015 20:03    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für brinschwitzium 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo Andi,

das rechenfähige Modell war der erste Schritt.

Im zweiten Schritt wird das Netz dort verdichtet, wo notwendig (und nur dort). Gleichzeitig werden Bereich aus der Konvergenz ausgeschlossen, wo z.B. Singularitäten vorliegen. Weiterhin werden benutzerdefinierte Messgrößen eingefügt, z.B. ist bei den Schrauben die Kraft und nicht die Spannung wichtig. Die gemessene Schraubenkraft ist dann relevant, um die gewünschte Vorspannung für die eigentliche FE-Analyse einzustellen.

Eine Kurzanalyse wird nicht ausgewertet und dient nur zur Kontrolle der "Lauffähigkeit".

An dieser Stelle würde ich Dir gern etwas Optimismus wünschen, aber aus meiner persönlichen Erfahrung kann ich das nicht. Ich habe etwa ein Jahr gebraucht, um einigermaßen zu verstehen, wie eine Kontaktanalyse (kann in manchen Fällen mehrere Tage dauern) abläuft.

Gruß Paul

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