Verformung (FEM / Genormte Berechnungen/FEM allgemein)

Hallo zusammen,

vielleicht kann mir jmd helfen: Ich möchte einen Flachstahl mit einen Profil von 20x5mm und einer Länge von 200mm, der an einer Seite fix angeschweisst ist, hochkantig am Ende (also bei 200mm) mit 1000N belasten.
Das ganze möchte ich in einen Programm simulieren können, also bei verschiedenen Belastungen die Druchbiegung des Flachstahles messen.
Nun meine Frage:
Was würdet Ihr mir für ein Programm empfehlen wo ich solche Tests durchführen kann?

Gruß

Rudolf

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Rudolf

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Hallo,

ein Taschenrechner

nö im ernst, ich denke diese Aufgabe sollte in allen FE-Programmen recht fix gehen.
Welche hast du den zur Verfügung ?

Gruss
BW's

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Hallo BWs,

vielen Dank für die Antwort. Leider habe ich gar kein FEM-Programm (nur CAD-Lizenz) zur Verfügung, auch überhaupt keine Ahnung davon.
Ich stelle mir ein Programm vor, wo man z.B. einen Solid (oder mehrere Solids z.B. Formrohrschweissrahmen) importiert und damit Belastungsversuche durchführen kann. Die Verformung (Durchbiegung) sollte dann messbar sein. Oder vielleicht gibt es ja auch ein Programm, welches die verformten Solids exportieren kann. Dann könnte ich die verformten Solids in mein CAD-System importieren und die Verformung messen.

Gruß

Rudolf

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Rudolf

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Wenn du UG NX als CAD hast, kannst du bei denen ja mal nachfragen ob die dir mal zeigen können wie es vielleicht sogar integriert in deinem CAD-System zu rechnen geht. Soweit ich weiß ist in UG eine Nastran-Variante verfügbar, welche dieses Problem rechnen können sollte.

Falls das geht, sollte man überlegen, ob diese Möglichkeiten die dieses Programm bietet jetzt und in Zukunft ausreichen. Falls nicht wäre eine Anforderungsliste und die Kontaktaufnahme zu den Firmen mit mächtigerer FE-Software der nächste Schritt.

Übrigens, jedes vernünftige FE-Programm kann direkt die Verformungen/Verschiebungen ausgeben.

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Hallo Mustaine,

vielen Dank für die Informationen, falls jmd eine Lösung weiss wo ich vorerst noch kein Geld dafür ausgeben muss und trotzdem (ohne Kenntnisse der Festigkeitsberechnungen) Verformungen bei Belastung prüfen kann würde ich mich sehr freuen.

Gruß

Rudolf

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Rudolf

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Zitat:
Original erstellt von salitec:
Hallo Mustaine,
vielen Dank für die Informationen, falls jmd eine Lösung weiss wo ich vorerst noch kein Geld dafür ausgeben muss und trotzdem (ohne Kenntnisse der Festigkeitsberechnungen) Verformungen bei Belastung prüfen kann würde ich mich sehr freuen.
Gruß
Rudolf

Derartiges zu simulieren ohne Ahnung von Festigkeitslehre ist blanker Nonsens.
Entweder erarbeitest Du Dir die Grundlagen, dann reicht ein Blatt Papier und Bleistift für die gestellte Aufgabe, oder Du läßt es sein - denn wohin willst Du ohne elementarste Kenntnisse kommen?
Es nützt absolut nichts, aber schon gar nichts, ein Programm zu bedienen (egal ob für 0,- oder 10.000,- Euronen) und nicht zu wissen, was man tut, was in etwa herauskommen soll und warum dies so sein soll.
Speziell zu der beschriebenen Aufgabe gibt es noch einiges, was außer der Durchbiegung noch alles passieren könnte...
Peter

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Hallo Peter,

vielen Dank für deine Antwort, wie kann ich mir am besten die Grundkenntnisse aneignen, welche Bücher oder gibts was im Internet?

Gruß

Rudolf

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Rudolf

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Entweder Uni Salzburg in Kooperation mit Uni München, oder JK-Uni Linz, oder TU Wien, oder Du fragst einmal einen von KTM - ist ja gleich um die Ecke

Selbststudium nur mit Büchern halte ich für aussichtslos - es treten zu viele Fragen auf, sodaß Du nach kurzer Zeit verzweifeln würdest.
Peter

[Diese Nachricht wurde von flavus am 25. Feb. 2009 editiert.]

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Zitat:
Original erstellt von salitec:
vielen Dank für die Informationen, falls jmd eine Lösung weiss wo ich vorerst noch kein Geld dafür ausgeben muss und trotzdem (ohne Kenntnisse der Festigkeitsberechnungen) Verformungen bei Belastung prüfen kann würde ich mich sehr freuen.

Die Beschäftigung mit FEM-Simulation ohne Kenntnisse in Festigkeitslehre, Mechanik und Elastizitätstheorie ist in etwa so sinnvoll wie ein Rettungsschirm für hungerleidende Bankenmilliardäre.

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Zitat:
Original erstellt von salitec:
vielen Dank für deine Antwort, wie kann ich mir am besten die Grundkenntnisse aneignen, welche Bücher oder gibts was im Internet?

Maschinenbaustudium, Vordiplom, Fächer Technische Mechanik I-III. Alternativ Fachliteratur über die o.g. Themen. Das Bücherlesen dürfte allerdings ohne entsprechende technisch-akademische Qualifikation zum Scheitern verurteilt sein.

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Guten Morgen,

vielen Dank für die vielen Informationen. Das sieht ja gar nicht gut aus, ich werde wohl weiterhin meine Belastungstests an natürlichen Werkstücken direkt in der Werkstätte durchführen müssen. Aufwendig herzustellende Teile muss ich halt an ein entsprechendes technisches Büro vergeben.

Gruß

Rudolf

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Rudolf

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Zitat:
Original erstellt von JPietsch:
Die Beschäftigung mit FEM-Simulation ohne Kenntnisse in Festigkeitslehre, Mechanik und Elastizitätstheorie ist in etwa so sinnvoll wie ein Rettungsschirm für hungerleidende Bankenmilliardäre.

Der Vergleich hinkt...

Sind die aufwändigen Teile ähnlich schwierig wie dein angeschweißter Flachstahl? Dann wäre es wohl am preiswertesten, wenn du die Aufgaben einem Studenten aus dem 2. Semester Maschinenbau gibst, der kann sowas nämlich schon. Und der ist mit (im Westen verdienen die ja sicher mehr ) 8 Euro/h sicher preiswerter als dein Versuch...Es gibt doch sicher eine Uni in deiner Nähe!?

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Zitat:
Das Bücherlesen dürfte allerdings ohne entsprechende technisch-akademische Qualifikation zum Scheitern verurteilt sein.

Meine Meinung zum Thema:

Man sollte nicht zu schwarz sehen, und nur weil einer keine "technisch-akademische Qualifikation" hat (meine Lesart: Studium) sein Anliegen zum scheitern verurteilen.

Ich stimme zu, das komplexe Berechnungen mit FEM voraussetzen, dass man genau weiß was man macht, um die Ergebnisse richtig interpretieren zu können.

ABER es geht hier um einen Kragarm mit einer Belastung am Ende. Sowas hat man in der 10ten Klasse in der Schule oder auch in der Berufsschule. Ich finde da gehört nur ein bisschen Interesse an der Sache, ein Tabellenbuch, Stift, Zettel und wenn man es genauer wissen will, noch ein bisschen Literatur hinzu um dieses Problem zu lösen. Das dieser Beitrag im FEM Forum landet ist natürlich ungünstig, da das Prolbem mit Zettel und Stift um einiges flotter zu lösen ist, als mit einer FE Simulation.

Mein Vorschlag:

1.) Tabellenbuch raus (z.B. Tabellenbuch Metall, kennen ja die Machinenbauer)

2.) Formel für Durchbiegung am Kragarm suchen (z.B: in 43.Auflage auf S.47)

3.) ausrechnen: f=F*l³ / (3*E*I) (auf Einheiten achten)

mit: F = Kraft
l = Länge
E = E-Modul (Stahl ca. 200 kN/mm²)
I = Trägheitsmoment (b+h³/12) auf die Belastungsrichtung achten!!!

4.) freuen...und die nichtlinearen Probleme oder Strömungssimulationen den FEM-Berechnungsingenieuren überlassen

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sorry: (Schande über mein Haupt)

I = b*h³/12 (für Rechteckprofil)

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Zitat:
Original erstellt von pansen1:

... es geht hier um einen Kragarm mit einer Belastung am Ende. Sowas hat man in der 10ten Klasse in der Schule oder auch in der Berufsschule. Ich finde da gehört nur ein bisschen Interesse an der Sache, ein Tabellenbuch, Stift, Zettel und wenn man es genauer wissen will, noch ein bisschen Literatur hinzu um dieses Problem zu lösen. Das dieser Beitrag im FEM Forum landet ist natürlich ungünstig, da das Prolbem mit Zettel und Stift um einiges flotter zu lösen ist, als mit einer FE Simulation. ...

Hi,

ich möchte hierbei hinzufügen, dass an dieser Stelle oftmals Missverständnisse auftreten. Die "händischen" Berechnungen gehen meist von den Bernoullibalken aus, somit müssen bestimmte Voraussetzungen erfüllt sein, um überhaupt von Hand rechnen zu dürfen. Weiterhin wird die Schubverformung vernachlässigt, was die FEM-Programme natürlich nicht tun, auch hier gibt es oft fragende Augen, da die händischen Ergebnisse nicht mit den FE-Ergebnissen übereinstimmen. Zum Schluß wird, ebenfalls oft, das Eigengewicht vergessen oder es ist kaum möglich, das zu berücksichtigen. In einem FEM-Programm hingegen ist es sehr einfach.

Gruß Paul

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Pro/MECHANICA® verstehen lernen

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Zitat:
Zum Schluß wird, ebenfalls oft, das Eigengewicht vergessen oder es ist kaum möglich, das zu berücksichtigen

Hallo Paul,

in einigen Teilen geb ich dir recht, aber o.g. lässt sich mit Linienlast auf Balken
f=F*l³/(8*E*I) und Superpositionsgesetz noch händeln. Damit lässt sich meiner Meinung nach ein Stahlprofil (isotrop) gut abbilden.

Ich habe ja auch nicht gesagt, dass es schwierig ist, mit einem FE-Programm dieses Problem zu lösen. Ich meine nur, das es auch ohne FE-Programm hinreichend genau geht, ohne einen akademischen Grad vorweisen zu können.

Ein weiterer Vorschlag meinerseits: Ich verwende bei ganz simplen Problemen einfache Stabtragwerksprogramme in 2D. Ich habe z.B. das bei BauIngs bekannte "IQ100" (gab es mal zum Tabellenbuch: Schneider Bautabellen dazu) das für solche Aufgaben ebenfalls ausreichend ist.

Gruß nach Osthessen vom Sven

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Ihr müsst aber schon die allererste Fragestellung (v.a. Abmasse und Belastung) genau lesen, und etwas weiter unten das Eingeständnis, keinerlei Ahnung von Festigkeitsberechnungen zu haben.
Diese Tatsachen vor Augen, kann man nur raten, dies Ansinnen sein zu lassen.
Es kommt hier zu Beanspruchungen, die der Fragesteller aus Unwissenheit nicht berücksichtigt. Da hilft's wenig, wenn man händisch eine Durchbiegung errechnet, und in praxis das Blech doch kippt und/oder nahe der Schweißnaht einreißt.
Peter

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Du hast natürlich völlig recht, eigentlich sollte man auch als Maschinenbautechniker ein gewisses Grundverständnis für Kräfte, Spannungen und Verformungen haben. Was ich hier auch ein wenig anzweifele. Meine "Hoffnung" war vielleicht, dass der Fragesteller nur keine Ahnung von einem FE-Programm und den dahinter stehenden Algorithmen hat.

Zitat:
Da hilft's wenig, wenn man händisch eine Durchbiegung errechnet, und in praxis das Blech doch kippt und/oder nahe der Schweißnaht einreißt.

Gefragt war natürlich nach einer Durchbiegung, die Zug/Druck- Spannungen lassen sich über sigma=M/W errechnen. (Was ein FE-Programm bei Balkenelementen ebenfalls rechnet). Und aus dunkelster Erinnerung habe ich glaube mal gehört, das der Nachweis einer Schweißnaht eh immer von Hand gerechnet werden muss. Aber da lass ich mich gern eines besseren belehren, da ich dies in letzter Zeit nicht mehr getan habe.

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Hallo pansen1,

Zitat:
Mein Vorschlag:
1.) Tabellenbuch raus (z.B. Tabellenbuch Metall, kennen ja die Machinenbauer)
2.) Formel für Durchbiegung am Kragarm suchen (z.B: in 43.Auflage auf S.47)
3.) ausrechnen: f=F*l³ / (3*E*I) (auf Einheiten achten)
mit: F = Kraft
l = Länge
E = E-Modul (Stahl ca. 200 kN/mm²)
I = Trägheitsmoment (b*h³/12) auf die Belastungsrichtung achten!!!

Vielen Dank für deinen Hinweis, meine Berechungen stimmen mit meinen Werkstattversuch (Flachstahl 15x3 Auskraglänge 200mm verformt sich um 0,16mm bei 1kg Belastung)
http://www.zanner.sbg.at/Flachstahl15_3_200.JPG

überein.

Gruß

Rudolf

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Rudolf

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Das hat ja auch niemand bestritten, nur war am Anfang eine Belastung von 1000 N angegeben - und da schaut's dann nicht mehr so rosig aus...
Peter

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@salitec

Zitat:
Das hat ja auch niemand bestritten, nur war am Anfang eine Belastung von 1000 N angegeben - und da schaut's dann nicht mehr so rosig aus...

stimmt genau

1kg = 10N nicht 1000N

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Zitat:
Original erstellt von pansen1:
1kg = 10N

Aber bitte, aus dem Alter sind wir doch wirklich raus, oder?

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