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Kontaktfeder-1.jpg Kontaktfeder.zip

Hallo zusammen,

bei einer Kontaktfeder möchte ich mittels Creo Simulate feststellen,
welche Biegespannungen bei einer Verschiebung der Kontaktfläche um 0,5 mm am Bauteil anliegen. Die Biegespannung sollte hier nicht überschritten werden, damit die Federfunktion erhalten bleibt. Kann man eigentlich die Vergleichspannungen von Mises mit der maximal zulässigen Biegespannungen vergleichen ? Desweitern wäre es für mich wichtig, wie hoch die benötigte Kraft ist um die Kontaktfederfläche um 0,5 mm zu verschieben.Habe schon mal versucht eine Messgröße zu definieren. Leider ohne Erfolg.

Beim Anzeigen der Vergleichspannungen von Mises, wird mir kein Farbverlauf angezeigt ! Ist dies Normal ?
Bei der dynamischen Abfrage werden mir aber unterschiedliche Spannungsverläufe angezeigt.

E-Modul : 110000 Mpa
Querkontraktionszahl : 0.3

Vorab vielen Dank für Eure Infos !

Gruß Alexander

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Creo 2.0 M140
B&W Progressive Die Extension 5.0

HP Workstation Z420

[Diese Nachricht wurde von Alexander78 am 30. Sep. 2016 editiert.]

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kontant_feder.zip

Hi,

anbei ein Vorschlag (als Baugruppe).

Gruß Paul

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k-feder_sp.jpg

Eine Biegespannung wäre in einem Balkenmodell direkt auswertbar.
In einem Volumenmodell ist die Auswertung nur indirekt möglich (Beispiel anbei).

Gruß Paul
PS: Für die Auswertung der Biegespannung in der 180°-Biegung könnte man Kurven darauf legen und diese als Netzsteuerung nutzen.

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Ich kann leider keine starken Verfomungen berechnen lassen !
Weicht eine Berechnung mit starken Verformungen erheblich von der standart Berechnung ab ?

Gruß Alexander

PS: Danke nochmal für den Aufbau der Simulation ! Genau was ich gebraucht habe !!!

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Pro Engineer Wildfire 4.0 M020
B&W Progressive Die Extension 5.0 M030

HP Workstation XW4100

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nl_einsp.pdf

Wenn Du Anwendungen hast, wie die Kontaktfeder oben, sind keine starken Verformungen notwendig, auch wenn die Software davon spricht 

Anbei ein Bild von einer Einspannung, wenn die starken Verformungen schnell extrem wirken.

Gruß Paul

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starke_verformung_bsp.zip

... noch ein Beispiel für starke Verformungen.

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Eine Frage hätte ich noch wegen den definierten Verschiebungen der Kontaktfläche.Warum wird die vorgegebene Verschiebung überschritten. Muss hierfür ein feineres Netz erzeugt werden ?

Gruß Alexander

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Pro Engineer Wildfire 4.0 M020
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Wie meinst Du das? Könntest Du Farbplots zur Erläuterung hochladen?

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Hat sich erledigt ! Die Verschiebung der Kontaktfläche ist in Ordnung.
Bei einer definierten Verschiebung der Feder um den Wert X, hat diese an einem bestimmten Punkt einen größeren Ausschlag in X.

Entschuldige mir die nächste Frage, aber ich mache dies ohne Studium. So lange die Vergleichspannungen bei Verformung unterhalb der Streckgrenze verlaufen, kann ich doch mit einer Rückfederung d.h. von einem elastischen Materialverhalten ausgehen, oder ?

Gruß Alexander

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Pro Engineer Wildfire 4.0 M020
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Theoretisch ja, solange die Vergleichsspannung unterhalb der Streckgrenze liegt, gibt es rein elastisches Materialverhalten.

Praktisch existiert ja keine Vergleichsspannung, dadurch ist es noch nie etwas kaputt gegangen 

Gruß Paul

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Hätte noch eine Frage, zur Materialorientierung. Ist diese Grundsätzlich nur bei anisotropen Material notwendig ?

Bei einer ähnlichen Kontaktfeder wie im meinem ersten Beispiel aufgeführt, sind meine berechneten Werte um ca. 30 Prozent höher als in der Realität ! Der Hersteller des Materials gibt das E-Modul mit 110000 MPa an. Wir selber können keinen Zugversuch zur Ermittlung von Materialkennwerte durchführen. Wenn ich bei wikipedi nachschlage werden für Messing Werte zwischen 78 und 123000 Mpa aufgeführt. Die Zugfestigkeit und Steckgrenze ist mir zwar bekannt, hat ja aber keinen strengen Bezug auf das E-Modul. Bringt mir ein feineres Netz vielleicht bessere Ergebnisse ?

Gruß Alexander

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Pro Engineer Wildfire 4.0 M020
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Feineres Netz bringt hier nichts.

E-Modul sollte schon genau gemessen sein, ansonsten ist aber eine im Vergleich zur Praxis zu hoch berechnete Verformung oftmals ein Zeichen für "starke Verformungen", insbesondere bei einigen Einspannungen (siehe Beispiel oben). Geht es dabei überhaupt um Verforumgen oder Spannungen?

Gruß Paul
PS: Für die Anisotropie hast Du keine Lizenz.

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Kontaktfeder.zip

Anbei das Simulationsmodell. Vielleicht habe ich hier bereits falsche Randbedingugen
gesetzt. Für infos wäre ich sehr dankbar.

Gruß Alexander

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[Diese Nachricht wurde von Alexander78 am 06. Okt. 2016 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von Alexander78 am 06. Okt. 2016 editiert.]

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feder_anders.zip

Hi,

anbei ein Modell, auf eine ganz andere Art aufgebaut.

Gruß Paul

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Sollte sich die Feder an den Kontaktstift angleichen ? Irgendwie
funktioniert bei mir nichts ! Habe ich falsche Einstellungen ( Presskontakt )

Gruß Alexander

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k-feder_vf.jpg

In meinem Modell einfach die Analyse ausführen (nichts verändern),
die Kontaktfeder sollte sich angleichen.

PS: Buntes Bild anbei

[Diese Nachricht wurde von ToTacheles am 07. Okt. 2016 editiert.]

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Danke nochmal, super Lösungsansatz. Hast du die Temperaturlast hinzugefügt um die Modelle voneinander zu trennen ? Die Federkraft zu ersten Lösung liegt auch so um die 20 N Gesamtkontaktkraft. An meinem Prototypen komme ich nur auf 17 N Federkraft.
Muss meine Prototypen wohl nochmals vermessen.In deinen Verschiebungsrandbedingungen hast du einen Punkt gesetzt der in X und Y frei beweglich ist. Dürfte ich den Punkt oder die gesamte angrenzente Fläche auch komplett fixieren, oder würde dies zu Fehlberechnungen führen ?

Gruß Alexander

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Hi,

die Temperaturlast (0°C-0°C) ist nur Dummy, damit die Analyse überhaupt läuft. Der fixierte Punkt sichert eine statisch bestimmte Lagerung, dabei nutze ich nur die Einspannungen, die noch fehlen, also nicht abgefangen durch Kontakte oder sonstige Lager.

Zur Federkraft wäre evtl. noch zu klären, ob durch lineare Rechnung eine rechnerisch etwas zu hohe Kontaktkraft geliefert wird (das würde ich annehmen, da die Feder etwas überlastet wird und eine degressive Kurve liefern müsste).

Gruß Paul

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Kannst du mit Creo Simulate einen nichtlinearen Verlauf rechnen ?

Oder benötigt man hier zur Berechnung Ansys ?

Gruß Alexander

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Ja, die Spannungs-Dehnungs-Kurve kann ich eingeben.

Gruß Paul

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Könntest du mir mal die Analyse mit starken Verformungen rechnen, und mit die Kontaktkraft mitteilen ?

Gruß Alexander

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Meinst Du das erste Beispiel (Verschiebung 0.5 mm)?
Hast Du eine Spannungs-Dehnungs-Kurve zu dem Messing?

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Sorry ein Spannungsdehnungdiagramm von diesem Werkstoff liegt mir nicht vor. Habe vorhin nochmals die Federkräfte am zweiten Beispiel gemessen.
Bei einer Verschiebung der Kontaktfeder um 0,05 mm müsste laut Creo eine Kontaktkraft von 1,8 N anliegen. Am gemessenen Bauteil liegt bei
0,05 mm Verschiebung aber nur eine Kontaktkraft von 1 N. Die Federkennline verhält sich linear. Die Federrate ist fast konstant. Sollte hier mein E-Modul total daneben liegen ?

Das einzige was ich vom Hersteller habe ist die Prüfung nach Vickers : HV5 - 177
Was bringt mir in Creo Simulate überhaupt die Härteangabe für die Werkstoffoberfläche ?

Gruß Alexander

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[Diese Nachricht wurde von Alexander78 am 07. Okt. 2016 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von Alexander78 am 07. Okt. 2016 editiert.]

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k-feder_vf_0_05mm.jpg

Ich bekomme weniger: 1,46 N (Farbplot anbei) bei 0,05 mm (könnt ihr so genau messen?)

Gruß Paul

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Habe die Daten gerade nicht hier da ich nicht mehr in der Firma bin. Denke aber das mein Wert 1,78 N bei 0.05 mm Weg waren. Habe hiefür das erste Modell genommen
Habe die Kontakkraft mit einer Kraftmesszelle vermessen. Keine Ahnung wie genau diese ist !

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kennlinie_feder.pdf

Feder-Kennlinie aus Simulate anbei, passend zu meinem letzten bunten Bild.

Gruß Paul

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feder_0_05mm.zip

FE-Modell mit 0,05 mm Durchdringung anbei

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Kraftmesszelle hat eine Toleranz von +-1 N ! Hiefür brauch ich wohl ein anderes Messwerkzeug !

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[Diese Nachricht wurde von Alexander78 am 10. Okt. 2016 editiert.]

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KF2.zip

Deinen letzten Lösungsansatz kann ich nachvollziehen und ich komme auch auf die 1,45 N Kontaktkraft bei 0.05 mm Verschiebung.

Kannst du mir sagen warum ich bei dem beigefügten Lösungansatz auf 1,8 N Kontaktkraft bei 0,05 mm Verschiebung komme ?

Gruß Alexander

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Hi,

es existieren (real) keine festen Einspannungen, diese verfälschen grundsätzlich die Realität.

Ich würde mein Modell nehmen, dann bei 0.05mm; 0,01mm ... 0,XXmm rechnen und die tatsächlich (etwas) nichtlineare Feder-Kennlinie aufstellen.

Gruß Paul

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