Software: CAD - Tutorial - Belastung - Vergleichsspannung

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Vergleichsspannung

Nach der Simulation wird standardmäßig die berechnete mechanische Mises-Vergleichsspannung farblich codiert auf der Oberfläche des Bauteils als "Kontur-Darstellung" angezeigt. Die Farbskala ist dabei automatisch zwischen dem Minimal- und Maximal-Wert der Spannung linear skaliert.

Für das Bauteil wird der dreidimensionale Spannungszustand wird berechnet. Der Spannungszustand an einer beliebigen Position ist durch drei Normalspannungen (Spannung XX, Spannung YY und Spannung ZZ) sowie drei Schubspannungen (Spannung XY, Spannung YZ und Spannung XZ) definiert. Alternativ kann man jeweils eine dieser Spannungskomponenten als Kontur-Darstellung aktivieren (Häkchen im Browser).

Die Mises-Vergleichsspannung liefert aber meist schon hinreichende Aussagen in Bezug auf die Bauteilbelastung:

• Die maximale Vergleichsspannung basiert in der vorliegenden Implementierung auf der Bruchhypothese der maximalen Vergleichsspannung für dehnbare Materialien (von-Mises-Hencky-Theorie).
• Diese Theorie eignet sich für zähe, verformbare Materialien wie Aluminium, Bronze oder Stahl.

MFL > Anzeige > Farbleiste öffnet einen Dialog zur Farbleisteneinstellung:

• Man kann maximal 12 Farb- bzw. Graustreifen zur Unterteilung der Skale verwenden.
• Mittels manueller Eingabe von Minimum und Maximum kann man einen Spannungsbereich "zoomen". Außerhalb des bereichs liegende Spannungswerte werden dann rot bzw. blau dargestellt.
• Die Wirkung veränderter Einstellungen kann man durch "Anwenden" überprüfen.
• Anmerkung:
  Ist die Glattschattierung aktiviert, sind die Farbleisteneinstellungen deaktiviert und die Anzahl der Farben beträgt 5.

Hinweis:
Es wird keine Möglichkeit bereitgestellt, Spannungswerte direkt am Bauteil abzutasten. Zur Validierung der Rechnung ist es sinnvoll, bekannte Spannungswerte auf ihre Richtigkeit zu überprüfen. Im Beispiel ist dies die Spannung im homogenen Bereich in der Nähe der Last σv=F/A_quer. Auf diesen berechneten Wert kann man den entsprechenden Farbbereich einschränken:

Datei:Software CAD - Tutorial - Belastung - farbleistenbereich gezoomt.gif

Interpretation der Spannungsverläufe

1. Überprüfung wertmäßig bekannter Spannungswerte:

• Im Beispiel im Bereich der Krafteinleitung.
• Vorgehensweise wie bereits erläutert.

2. Überprüfung der erwarteten Extrem-Bereiche:

• Da der Lochrand fixiert wurde, tritt die maximale Belastung am Loch in Zugrichtung auf. Dort "hängt" die Lasche praktisch dran.
• Infolge der Nachgiebigkeit des Materials ist die Belastung auf der anderen Seite des Loches am geringsten. Das Material "fließt" praktisch um den Bolzen herum.
• Ob die berechneten Extremwerte stimmen, ist schwer zu entscheiden. Insbesondere die Maximalwerte am Lochrand sind mit Skepsis zu betrachten, da sie vor allem aus den Idealisierungen der Befestigungsstelle resultieren.

3. Deutung von Besonderheiten:

• Im Beispiel wäre eine Besonderheit die Spannungserhöhung am Rand des Bogens hinter dem Minimum. Erklärbar ist dies durch die Spannungen quer zur Zugrichtung, welche durch das "Fließen" des Materials um den Bolzen entstehen.
• Mysteriöser ist im Loch der Bereich geringerer Spannung innerhalb des maximal belasteten Bereiches. Erklärbar wird dies durch die Dickenänderung der Lasche infolge der Zugspannung. Die Dicke der Lasche kann sich an der Einspannung nicht ändern, was zusätzliche Spannungen am Lochrand "produziert".

Achtung: Die berechneten Ergebnisse darf man nie kritiklos akzeptieren!

===>>> Hier geht es bald weiter !!!

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