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Autor Thema:  Instationär thermomechanisch belasteter Kontakt - welches Programm? (1035 mal gelesen)
Divid
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Beiträge: 4
Registriert: 26.05.2009

erstellt am: 28. Aug. 2013 09:40    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

Hallo zusammen,

ich komme eigentlich aus dem Versuch und brauche Rat. Wir beschäftigen uns mit kegeligen Kupplungen (Synchronringe). Wir haben hier in experimentellen Untersuchungen recht "überraschende" Ergebnisse erzielt, die wir rechnerisch, falls möglich, grundsätzlich nachvollziehen wollen. Das Problem, das sich mir stellt, ist, in Bezug auf die Komplexität der Fragestellung ein geeignetes FEM-Programm auszuwählen.

Als Ziel der Berechnung soll grundsätzlich eine Kontaktanalyse (Kontaktkräfte, evtl. auch Kontakttemperatur) durchgeführt werden, wobei der Kontakt sowohl durch äußere Kräfte mechanisch als auch durch eine dem Kontakt instationär zugeführte Wärme (absoluter Betrag/zeitlicher Verlauf bekannt) bzw. der daraus resultierenden thermischen Dehnung belastet bzw. verformt wird. Die Kontaktgeometrie ist dabei eine Kegelpaarung (Innen/Außenkegel), die allerdings keinen identischen Kegelwinkel aufweist. Ein Problem ist jetzt, dass sich die Kontaktfläche ständig ändert, und die Wärme auch nur dem tatsächlichen Kontakt zugeführt werden darf. Ein 2D-Querschnitt ist hierbei insgesamt ausreichend.

Mir steht grundsätzlich Ansys zur Verfügung, was ich vielleicht auf Grund nur weniger vorhandener Lizenzen vermeiden wollte, sowie Pro/Mechanica in ausreichendem Umfang. Habe ich mit den Programmen eine realistische Chance mein Problem adäquat zu berechnen?

Auf der Freeware-Seite habe ich häufig bei meiner Recherche festgestellt, dass die geforderten Analysen nicht in der Kombination durchgeführt werden können, zB instationäre Wärmeprobleme aber dabei keine Kontaktanalyse usw., vielleicht liege ich hier aber auch falsch.

Ich würde mich über Hinweise sehr freuen, danke im Voraus!

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Rainer Schulze
Ehrenmitglied V.I.P. h.c.
Dipl.-Ing. im Ruhestand


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Beiträge: 4419
Registriert: 24.09.2012

erstellt am: 28. Aug. 2013 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 Divid 10 Unities + Antwort hilfreich

>>Ansys

Die Aufgabenstellung übersteigt zwar meine persönliche Erfahrung, aber das sollte in ANSYS gehen.

>>Pro/Mechanica

Das kenne ich leider nicht. Sollte Dir hier niemand dazu Auskunft geben, dann geh doch mal ins Brett "PTC Simulationslösungen"
http://ww3.cad.de/cgi-bin/ubb/forumdisplay.cgi?action=topics&forum=PTC+Sim ulationslösungen&number=67

>>... und die Wärme auch nur dem tatsächlichen Kontakt zugeführt werden darf

Ich nehme mal an, es handelt sich um Reibungswärme?
Den Einfluss kannst Du in ANSYS direkt berechnen.


------------------
Rainer Schulze

[Diese Nachricht wurde von Rainer Schulze am 28. Aug. 2013 editiert.]

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Divid
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Beiträge: 4
Registriert: 26.05.2009

erstellt am: 28. Aug. 2013 12:42    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

Richtig, es handelt sich um Reibungswärme. Diese kann ich explizit aus gemessenen Größen bestimmen, falls Ansys das selbst als Eingabeparameter vorhält, ist das natürlich geschickter. Kann Ansys dies dann auf die tatsächlich in Kontakt stehende Fläche beschränken, denn es ist davon auszugehen, dass nicht sämtliche Teile der Nennreibfläche auch in Kontaktstehen.

Den Schubspannungsanteil der Reibung würde ich hingegen aus Gründen der Umfangssymmetrie vernachlässigen wollen, sodass ich sogesehen eigentlich einen reibungsfreien Kontakt als Modell vorgesehen hätte.

[Diese Nachricht wurde von Divid am 28. Aug. 2013 editiert.]

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Rainer Schulze
Ehrenmitglied V.I.P. h.c.
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Beiträge: 4419
Registriert: 24.09.2012

erstellt am: 28. Aug. 2013 13:10    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 Divid 10 Unities + Antwort hilfreich

>>Den Schubspannungsanteil der Reibung würde ich hingegen aus Gründen der Umfangssymmetrie vernachlässigen wollen, sodass ich sogesehen eigentlich einen reibungsfreien Kontakt als Modell vorgesehen hätte.

Jetzt bringst Du mich ja ins Schwitzen 
Bei einem reibungsfreien Kontakt kann man natürlich keine Hitzeentwicklung berechnen.
Wenn Du bei zeitlich veränderlichen Kontaktflächen ja vermutlich ebenso veränderliche Erwärmung aufbringen willst, mußt Du wohl bei jedem Rechenschritt die Parameter anpassen. Und eben da passe ich - aber hab etwas Geduld. Es gibt in diesem Forum einige sehr gute Helfer...

------------------
Rainer Schulze

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Divid
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Beiträge: 4
Registriert: 26.05.2009

erstellt am: 28. Aug. 2013 14:21    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

Ok, vielleicht unglücklich formuliert 
Für das Problem ist die Reibungskraft (Reibmoment zwischen Innen/Außenkegel) selbst irrelevant, denn sie wirkt senkrecht zur Symmetrieebene, die betrachtet werden soll, und beeinflusst somit den Kontakt nicht wirklich. Daher hätte ich sie im Rahmen der Modellbildung "nicht berücksichtigt". Die dadurch entstehende Reibungswärme hingegen ist von zentraler Bedeutung, aber wenn das so abbildbar wäre, hätte ich auch nichts dagegen 

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