Software: FEM - Tutorial - 3D-Mechanik - Zentrifugal-Belastung: Unterschied zwischen den Versionen

Aus OptiYummy
Zur Navigation springenZur Suche springen
KKeine Bearbeitungszusammenfassung
KKeine Bearbeitungszusammenfassung
 
(9 dazwischenliegende Versionen von einem anderen Benutzer werden nicht angezeigt)
Zeile 1: Zeile 1:
[[Software:_FEM_-_Tutorial_-_3D-Mechanik|&uarr;]] <div align="center"> [[Software:_FEM_-_Tutorial_-_3D-Mechanik_-_Eigengewicht|&larr;]] [[Software:_FEM_-_Tutorial_-_3D-Mechanik_-_Axialsymmetrie|&rarr;]] </div>
[[Software:_FEMAP_-_3D-Mechanik|&uarr;]] <div align="center"> [[Software:_FEM_-_Tutorial_-_3D-Mechanik_-_Eigengewicht|&larr;]] [[Software:_FEM_-_Tutorial_-_3D-Mechanik_-_Axialsymmetrie|&rarr;]] </div>
<div align="center"> [[Bild:Software_FEM_-_Tutorial_-_3D-Mechanik_-_drehung5000.gif| ]] </div>
<div align="center"> [[Bild:Software_FEM_-_Tutorial_-_3D-Mechanik_-_drehung.gif| ]] </div>
<div align="center"> '''Zentrifugal-Belastung''' </div>
<div align="center"> '''Zentrifugal-Belastung''' </div>


'''''Hinweis:'''''<br>Winkelbeschleunigungen in Analogie zur translatorischen Beschleunigung betrachten wir in dieser Übung nicht. Ihre Berücksichtigung wäre wichtig z.B. bei schnellen Änderungen von Schwenkbewegungen, da hierbei extreme Belastungen in den schwenkenden Komponenten auftreten können.


'''Hinweis:''' Winkelbeschleunigungen in Analogie zur translatorischen Beschleunigung betrachten wir in dieser Übung nicht. Ihre Berücksichtigung wäre wichtig z.B. bei schnellen Änderungen von Schwenkbewegungen, da hierbei extreme Belastungen in den schwenkenden Komponenten auftreten können.
Falls man den Gummipuffer als Kupplungsstück auf einer sich sehr schnell drehenden Welle benutzt, so könnte die Zentrifugalkraft schon eine gewisse Rolle spielen. Hierbei treten jedoch keine Winkelbeschleunigungen auf (Drehzahl=konstant!). Nehmen wir einmal an, die Welle würde sich mit '''10000&nbsp;Umdrehungen/min''' drehen:
 
 
Falls man den Gummipuffer als Kupplungsstück auf einer sich sehr schnell drehenden Welle benutzt, so kann die Zentrifugalkraft schon eine gewisse Rolle spielen. Hierbei treten jedoch keine Winkelbeschleunigungen auf (Drehzahl=konstant). Nehmen wir einmal an, die Welle würde sich mit '''5000&nbsp;Umdrehungen/s''' drehen:
* Wir definieren einen weiteren Lastfall "Drehung".  
* Wir definieren einen weiteren Lastfall "Drehung".  
* Dafür definieren wir einen neuen ''View'' auf das Modell.  
* Dafür definieren wir einen neuen ''View'' auf das Modell.  
* Als ''Body Load'' definieren wir die Drehung um die Z-Achse.  
* Als ''Body Load'' definieren wir die Drehung um die Z-Achse in '''Umdrehungen/s'''.  
* Das Zentrum der Drehung bleibt im Koordinatenursprung (0,0,0).  
* Das Zentrum der Drehung bleibt im Koordinatenursprung (0,0,0).  
* Die Auswölbung beträgt ca. 1.4 mm bei dieser Drehzahl.  
* Es wird eine Auswölbung des Gummi bei dieser Drehzahl von praktisch Null berechnet. Die Contour-Darstellung wurde im View-Fenster mit der Verschiebung [m] belegt.
'''''Achtung:''''' <br>
* Hier gibt es zur Zeit leider noch Probleme bei der Simulation der Drehung mit dem Means-Solver!
* Die berechneten Verformungen sind eindeutig zu klein. Das zeigt dann auch der Vergleich mit den später durch die [[Software:_FEM_-_Tutorial_-_3D-Mechanik_-_MP_-_Belastungsanalyse_Lastfaelle|'''Belastungsanalyse''']] von ''Autodesk Simulation Multiphysics'' berechneten Ergebnissen.


Obige Drehzahl ist schon unrealistisch hoch für einen Gummipuffer. Die Verformung steigt mit der Drehzahl überproportional an und bei bei noch etwas größerer Drehzahl fliegen uns die Fetzen um die Ohren:
* Bereits bei größeren Verformungen ist von einem Anwachsen des Berechnungsfehlers auszugehen!
* Das "Zerfetzen" äußert sich numerisch in sinnlosen Verschiebungswerten.


<div align="center"> [[Software:_FEM_-_Tutorial_-_3D-Mechanik_-_Eigengewicht|&larr;]] [[Software:_FEM_-_Tutorial_-_3D-Mechanik_-_Axialsymmetrie|&rarr;]] </div>
<div align="center"> [[Software:_FEM_-_Tutorial_-_3D-Mechanik_-_Eigengewicht|&larr;]] [[Software:_FEM_-_Tutorial_-_3D-Mechanik_-_Axialsymmetrie|&rarr;]] </div>

Aktuelle Version vom 27. Februar 2013, 10:12 Uhr

Software FEM - Tutorial - 3D-Mechanik - drehung.gif
Zentrifugal-Belastung

Hinweis:
Winkelbeschleunigungen in Analogie zur translatorischen Beschleunigung betrachten wir in dieser Übung nicht. Ihre Berücksichtigung wäre wichtig z.B. bei schnellen Änderungen von Schwenkbewegungen, da hierbei extreme Belastungen in den schwenkenden Komponenten auftreten können.

Falls man den Gummipuffer als Kupplungsstück auf einer sich sehr schnell drehenden Welle benutzt, so könnte die Zentrifugalkraft schon eine gewisse Rolle spielen. Hierbei treten jedoch keine Winkelbeschleunigungen auf (Drehzahl=konstant!). Nehmen wir einmal an, die Welle würde sich mit 10000 Umdrehungen/min drehen:

  • Wir definieren einen weiteren Lastfall "Drehung".
  • Dafür definieren wir einen neuen View auf das Modell.
  • Als Body Load definieren wir die Drehung um die Z-Achse in Umdrehungen/s.
  • Das Zentrum der Drehung bleibt im Koordinatenursprung (0,0,0).
  • Es wird eine Auswölbung des Gummi bei dieser Drehzahl von praktisch Null berechnet. Die Contour-Darstellung wurde im View-Fenster mit der Verschiebung [m] belegt.

Achtung:

  • Hier gibt es zur Zeit leider noch Probleme bei der Simulation der Drehung mit dem Means-Solver!
  • Die berechneten Verformungen sind eindeutig zu klein. Das zeigt dann auch der Vergleich mit den später durch die Belastungsanalyse von Autodesk Simulation Multiphysics berechneten Ergebnissen.