---

c-profil.jpg

Hallo Zusammen

sitzen seit ein paar Tagen an einem Problem, bin recht neu bei FEM dabei. Ich soll zwei Aluminiumprofile auf ihre Steifigkeit hinsichtlich Verdrillwiderstand untersuchen und vergleichen. Der Vergleich ansich ohne die tatsächlichen Werte würde, wenns nicht anders geht, auch ausreichen. Allerdings komme ich nicht auf den richtigen Ansatz. Um die Sache zu vereinfachen, da es sich um wesentlich komplexere Geometrie  und Anforderung handelt. Nehmen wir mal an es wären 2 C-Profile mit unterschiedlichen Schenkellängen. Das Profil mache ich recht lang und halte eine Stirnfläche fest, damit ist die Einspannstelle nicht relevant. Dann habe ich angenommen dass ich auf die andere Stirnfläche ein Drehmoment gebe und um den jeweiligen Flächenschwerpunkt rotieren lasse. Anhand der Ergebnisse bin ich aber davon überzeugt, dass die Annahme mit dem Flächenschwerpunkt falsch ist. Ich komme aber nicht drauf wie ich die richtige Rotationsachse ermitteln könnte, bzw. wie die richtigen Randbedingungen zu legen sind. Was ich gerne hätte ist IT das sich ja so errechnet IT=((M*L)/(G*V))*(180/Pi) also IT=Verdrillwiderstand M=Drehmoment L=Profillänge G=Schubmodul/Werkstoff V=Verdrillungswinkel

Jemand ne Idee oder schonmal sowas gemacht?

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

---

Ein nicht wölbfreier Querschnitt also, Wdst. setzt sich zusammen aus St.Venant und Wölbkrafttorsion, also errechnet sich It nicht wie von Dir angegeben!

In Petersen "Stahlbau" oder Roik "Vorlseungen über Stahlbau" finden sich z.B. Hinweise. Details habe ich nämlich auch schon vergessen;-)

Ich denke aber, dein Problem löst sich zuverlässig analytisch! Mit den Querschnittswerten (ergeben sich irgendwie aus Einheitsverwölbung etc...., bitte nachlesen) gibt es in Diagrammen aufbereitete Lösungen der Differentialgleichung der Wölbkrafttorsion für Standardfälle.

MfG,
Meijer

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

---

Hallo Meijer

hab zwar kaum was verstanden, aber dennoch danke für die Antwort  dass das Profil bei starker Torsion knickt und sich bauchig ausformen will ist klar, so stark soll die Belastung nicht werden, da es sich um Achsprofile für Linearachsen handelt die bei einer Verdrehung um wesentlich mehr als 1-2° eh nicht mehr funktionieren, hatte ich gedacht, die Simulation etwas vereinfacht hinzukriegen und die beiden Profile tendenziell nicht absolut miteinander zu vergleichen, was über den Ansatz Flächenschwerpunkt aber nicht möglich ist. Eine hochwissenschaftliche Berechnung muss es aber auch nicht werden. Könnte ich als Techniker auch garnicht :-)

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

---

Also du möchtest die reine Torsionssteifigkeit berechnen. Das Zauberwort heißt in diesem Fall "Schubmittelpunkt" 

Hier ist es ganz gut erklärt: http://www.elkage.de/PHP/fachbegriffe.php?id=1537

Meines Wissens sollte die Lagerung und die Momenteinleitung im Schubmittelpunkt stattfinden, aber ganz sicher bin ich mir auch nicht - ist bei mir schon ein wenig her die Theorie  - müßte ich jetzt auch erstmal nachlesen um ganz sicher zu sein.

Wichtig wäre dass du für eine zwängungsfreie Lagerung (bei Wölbkrafttorsion wichtig !) sorgst, z.B. indem du die entsprechenden Freiheitsgrade über RBE2-Elemente (oder was auch immer in deinem FE-Paket vorhanden ist) koppelst. Dann die eine Seite lagern, auf der anderen das Moment aufgeben und die Verdrehung vergleichen.

Andere Möglichkeit wäre mit Balkenelementen wo man die Profile zuweisen kann zu rechnen - ist in deinem Fall ideal. Da sind wahrscheinlich die Berechnungspakete aus dem Bauwesen besser geeignet als die allgemeinen FE-Pakete.

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