---

Hallo,

ich bin dabei ein neuartiges Produkt zu entwicklen und bin etwas genervt vom Prototypen bauen (Kosten, Zeit, Scheitern..). Es geht um eine Fächer-artige Mechanik aus Kunststoffplatten, die bei Abschluss zum Kreis unter Spannung elastisch verformen.

Die Fächersegmente gestalte ich in FreeCAD und fräse sie selbst - aktuell tippe ich aber etwas im Dunkeln was die genaue Form angeht. Gibt es (möglichst freie) FEM Software, mit der ich verschiedene Formen ausprobieren und simulieren kann?

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

---

>>Gibt es (möglichst freie) FEM Software

Ja - such einfach mal im Internet nach "FEM Freeware".
Beispiel: http://www.freefem.org/
Oder benutze die Suche hier im Forum.
Da gibt es Z88
http://ww3.cad.de/cgi-bin/ubb/forumdisplay.cgi?action=topics&forum=Z88+Aurora&number=564
und OpenFoam (eher für Strömungsanalyse)
http://ww3.cad.de/cgi-bin/ubb/forumdisplay.cgi?action=topics&forum=OpenFOAM&number=527

>> mit der ich verschiedene Formen ausprobieren und simulieren kann?

Den Umgang mit einem CAD-Programm wie FreeCAD mag man ja noch in kurzer Zeit erlernen. Aber das Thema FEM und auch die Handhabung entsprechender Programme ist doch etwas anspruchsvoller.
Welche Kenntnisse darf man von Dir erwarten?
Und was genau willst Du berechnen?
Da ergibt sich schon am Anfang das Problem der Datenübergabe von CAD nach FEM...

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

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

---

Ich bin abgebrochener Fahr- und Flugzeugbaustudent, hatte mich da allerdings noch nicht mit FEM beschäftigt. In FreeCAD war ich schnell drin, das lässt sich ähnlich wie Catia V5 bedienen und exportiert auch in gängige Formate.

Aber ich sehe grade, dass ich wahrscheinlich ein "Multibody Simulation System", dass auch flexible Materialien unterstützt, benötigen würde? Da scheint es schon schwieriger zu werden, was im Bereich freier Software zu finden :/

Ich will die genaue Form der Fächersegmente bestimmen. Auf das ganze System wirken (Abgesehen vom Drehlager u. Schwerkraft) 2 Kräfte: ein Moment auf ein Segment (bzw. Zugkraft übers Drehlager) und eine Zugkraft auf ein anderes.
Meine Prototypen annähernd, aber nur mit frei geschätzten "Korrekturwerten", die ich bei jeder kleinsten Änderung mehrfach neu dimensionieren und ausprobieren muss. Und eben nicht genau: entweder die Reibung wird zu gross und ich muss rütteln etc. bis zum Abschluss und der fertigen Form oder die Segmente sind zu locker, schliessen nicht schön bündig ab und bauen nicht genug Spannung auf.

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

---

Hallo Leonhard, willkommen bei CAD.de.

" auch flexible Materialien unterstützt "
auch Stahl ist flexibel E = 210 000 MPa.

Es kommt auf die Spannungs -Dehnungskurve an.
Es gibt linear-elastisches Verhalten und es gibt plastisches Verhalten.
Und natürlich alles mögliche dazwischen.
Bei Mehrkörper Berechnungen benötigtst du eine Lückenelement dazwischen.
Dann gibt es kleine Verformungen und Große.
Bei Großen beinflußt die Verformung die Statik.

Aber wie ich Dein Problem verstehe mußt du nicht einen Vollkereis rechnen, sondern es reich ein Kreissegment.

Jetzt bist Du schon mittendrin in der FEM.

------------------
Klaus

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

---

Hallo Klaus,

danke, freut mich dass das Forum hier so aktiv ist! Ja genau, es handelt sich um ABS und um große, elastische Verformungen.

Was meinst du mit dem Lückenelement?

Vielleicht bekommt man das Problem auf ein Kreissegment reduziert: aufgebaut wirken (G erstmal vernachlässigt) auf jedes Segment die gleichen Kräfte. Während des Auffächerns allerdings noch nicht, da würde ich am liebsten verschiedene Formen von Segmenten simulieren/visualisieren können und gucken was passiert.

Mittels FEM könnte ich vielleicht ein etwas zu gross/straff dimensioniertes Segment elastisch verformt als Modell exportieren und im CAD schauen wie die Schnittkante dann aussehen würde?

Wenn es sehr kompliziert oder teuer ist muss ich doch weiter Prototypen basteln :/

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

---

Hallo Leonhard,

mahtematisch geschlossene Lösungen gibt es nur bei Einzelteilen im
linearen Bereich.
( Lineares Spannungs-Dehnungsverhalten )
Das aber auch nur, wenn die Verformungen so klein sind, daß sie die Statik nicht beinflussen.
Ein Lückenelement dient dazu 2 Teile mathematisch mit einander zu verbinden.
Üblicherwiese können sich 2 Teile nicht ineinander schieben aber von einander entfernen.
Das ist nur noch iterativ zu lösen, was die Rechenzeit in die Höhe treibt.

So wie ich die Aufgabe verstehe hast du auch noch große Verformungen,
was auch nur iterativ zu lösen ist und die Rechenzeit nochmal in die Höhe treibt.
Deswegen versuche ich immer zuerst nur ein Einzelteil linear zu rechnen.
Das sind schon ziemliche Anforderungen an die Software. 
Du kannst es mit Open Foam versuchen, bei den anderen sehe ich schwarz.
Von den kommerziellen Programmen soll Comsol das günstigste sein.
Aber wie Du siehst, ist der Aufwand schon sehr groß sich da einzuarbeiten.

Nicht zuletzt ist bei häufiger Bewegung ABS nicht der richtige Kunststoff.
POM wäre dann besser, aber auch nur bis max. 50 °C.

------------------
Klaus

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

---

Hallo Klaus,

mit POM hatte ich experimentiert aber war nicht begeistert - und Hitzeentwicklung ist auch ein Thema. Ich glaube ABS geht schon in die richtige Richtung - die Prototypen scheinen gut zu halten. Ich mache beim Testen die Bewegungen so oft wie sie später vielleicht in einem Jahr gemacht werden bei normaler Nutzung..oder reicht das nicht als grober Belastungstest und nach einer Weile bricht das ABS trotzdem?

Openfoam sieht "mächtig" aus, ich finde hauptsächlich Flüssigkeitssimulationen die damit gemacht werden. Zunächst ist garnicht die Rechenzeit das Problem sondern meine Zeit  Wie du schon vermuten wirst - alleine das reinarbeiten ist mir glaub ich zu kompliziert.

Gibt es Leute, die sowas für bezahlbares Geld machen?

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

---

Zitat:

---

Original erstellt von leonard shelby:
Gibt es Leute, die sowas für bezahlbares Geld machen?

---

Sicher: Ingenieurbüros, Hochschulinstitute etc.pp.

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