Hallo,
ich habe eine Frage zur Spannungsberechnung mit FEM und dann der Festigkeitsbewertung nach FKM-Richtlinie (Ermüdungsfestigkeitsnachweis mit örtlichen Spannungen).
Generell ist ja die FKM für die Bewertung von proportionalen mehrachsigen Spannungen geeignet. D.h. die Richtungen der 3 Hauptspannungen dürfen sich zwischen den Lastfällen nicht ändern. Dann kann man einfach Hauptspannungsamplituden berechnen und dann einen Auslastungsgrad z.B. nach der Gestaltänderungshypothese berechnen.
Ich möchte jetzt eine einfache Methode entwickeln, wie man an einem Auswertepunkt (also einem FEM Knoten) den Ermüdungsfestigkeitsnachweis nach der FEM-Simulation nach der FKM machen kann. Es sollte aber nur ein erste Abschätzung sein. Deshalb sollte nur die Spannungsamplitude und der Mittelspannungseinfluss berücksichtigt werden.
Das Problem dabei ist, dass bei uns meist nichtproportionale mehrachsige Spannungen auftreten. Ich habe dazu ein einfaches Beispiel angehängt.
Die FKM hat ja in Kapitel 5.10 eine Näherungslösung für die Bewertung von nichtproportionale mehrachsige Spannungen angeführt.
Die FKM schreibt jetzt wörtlich:
Vorgangsweise: Die auf das Bauteil einwirkenden, zeitlich nichtproportional veränderlichen Belastungen sind zu bestimmen als Belastung I, Belastung II, Belastung III, u.s.w.
Für jede der Belastungen I, II,... sind nach Kap.4.1 die Spannungskollektivwerte zu berechnen und die weiteren Berechnungen nach Kap.4 durchzuführen.
Ergebnis dieser Berechnung sind mit den Interaktionsgleichungen in Kap.4.6 die Auslastungsgrade für jede der Belastungen I, II,... , aBK,Sv,I , aBK,Sv,II , u.s.w.
Die für jede der Belastungen ermittelten Auslastungsgrade sind linear zum Gesamtauslastungsgrad zu addieren: aBK,Sv,ges = aBK,Sv,I + aBK,Sv,II
Mir ist jetzt nicht ganz klar, ob die FKM mit "Belastung I,II,III,..." Kräfte oder Spannungen meint. Aus meiner Sicht müssten Kräfte gemeint sein.
Ich denke, dass die Berechnungsvariante 2 vom Beispiel im Anhang richtig ist. Weil wenn man einfach die Lastfälle mit den verschieden wirkenden Kräften durchrechnen würde (Berechnungsvariante 1) dreht sich die Hauptspannungsrichtung und man kann keine korrekten Amplituden berechnen.
Sehe ich das richtig oder bin ich da ganz auf dem Holzweg.
P.S. Mir ist klar, dass es dazu teure Software gibt, mit der man die Bewertung machen kann. Nur steht mir so eine Software momentan nicht zur Verfügung.
Danke und mfg
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