Software: FEM - Tutorial - 2D-Komponente - Belastung - Beanspruchung: Unterschied zwischen den Versionen
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* Ein Sicherheitsfaktor kleiner 1 weist normalerweise auf einen Konstruktionsfehler hin, der mit ziemlicher Sicherheit zu einer Zerstörung des Teils führt (Deshalb auch das rote Ausrufezeichen an der Legende). | * Ein Sicherheitsfaktor kleiner 1 weist normalerweise auf einen Konstruktionsfehler hin, der mit ziemlicher Sicherheit zu einer Zerstörung des Teils führt (Deshalb auch das rote Ausrufezeichen an der Legende). | ||
* Der maximale Wert des Sicherheitsfaktors wird im ''Fusion 360'' auf 15 begrenzt, um eine anschauliche Farbkontur für die interessanten Bereiche zu erhalten. | * Der maximale Wert des Sicherheitsfaktors wird im ''Fusion 360'' auf 15 begrenzt, um eine anschauliche Farbkontur für die interessanten Bereiche zu erhalten. | ||
* Leider ist die Konfigurierbarkeit der Legende für Sicherheitsfaktoren entgegen der Dokumentation in der aktuellen Version stark eingeschränkt (nur 4 Farbstufen für Banddarstellung, Grenzen fest zwischen 0 und 8). | * Im Beispiel beschränkt sich der zu hoch belastete (dunkelrote) Bereich auf extrem schmale Kreisringe am Rand zur "Verschweißung" und praktisch nicht sichtbar. | ||
* Leider ist die Konfigurierbarkeit der Legende für Sicherheitsfaktoren entgegen der Dokumentation in der aktuellen Version stark eingeschränkt (nur 4 Farbstufen für Banddarstellung, Grenzen fest zwischen 0 und 8). Die beschriebenen [https://help.autodesk.com/view/NINVFUS/DEU/?guid=GUID-8D0B2980-6B54-4006-A89E-53C0C2E202B4 '''Tipps'''] zur Hervorhebung des kritischen Bereiches nützen deshalb nichts! | |||
Um nicht für das Versagen unzulänglicher Konstruktionen zu haften, erfolgen von Autodesk-Seite ausführliche Erläuterungen in Hinblick auf den [https://help.autodesk.com/view/NINVFUS/DEU/?guid=GUID-8D0B2980-6B54-4006-A89E-53C0C2E202B4 '''Sicherheitsfaktor einer Konstruktion'''] in der Online-Hilfe: | |||
'''''= | * Wir streben im Beispiel einen minimalen Sicherheitsfaktor=2 an. Dazu verringern wir die Zugkraft soweit, bis dieser Minimalwert angezeigt wird. | ||
* '''''Hinweis'':''' Da es sich um einen linearen, reziproken Zusammenhang zwischen Zugkraft und Sicherheitsfaktor handelt, kann man die zulässige Zugkraft für den Sicherheitsfaktor 2 sehr einfach berechnen! | |||
'''Fragen:''' | |||
* Wie groß ist die zulässige Zugkraft, wenn der Sicherheitsfaktor=2 im Modell an allen Stellen eingehalten werden soll. | |||
* Wie groß ist die maximale von Von-Mises-Vergleichsspannung bei dieser ermittelten zulässigen Zugkraft? | |||
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Version vom 1. Oktober 2019, 14:34 Uhr
Beanspruchung (Sicherheitsfaktor)
Der Sicherheitsfaktor (gegen Fließen) für zähe Materialien (z.B. Stahl, Aluminium) wird definiert als das Verhältnis der Streckgrenze des Materials zur maximal auftretenden Belastung:
SF=Re/σmax
- Als maximal auftretende Belastung wird für zähe Materialien der ermittelte Maximalwert der Von-Mises-Spannung (im Beispiel 518 MPa) verwendet.
- Wir haben die Streckgrenze (hier 410 MPa) als Kriterium für die Berechnung des Sicherheitsfaktors für das zähe Material gewählt.
- Daraus müsste für die Position der höchsten Belastung im Beispiel ein Sicherheitsfaktor=0,79 angezeigt werden, was auch der Fall ist:
- Hinweis: Für spröde Materialien muss man stattdessen die Zugfestigkeit als Kriterium wählen. Dann wird jedoch diese im Verhältnis zur maximal 1. Hauptspannung betrachtet (Sicherheitsfaktor gegen Bruch!).
- Ein Sicherheitsfaktor kleiner 1 weist normalerweise auf einen Konstruktionsfehler hin, der mit ziemlicher Sicherheit zu einer Zerstörung des Teils führt (Deshalb auch das rote Ausrufezeichen an der Legende).
- Der maximale Wert des Sicherheitsfaktors wird im Fusion 360 auf 15 begrenzt, um eine anschauliche Farbkontur für die interessanten Bereiche zu erhalten.
- Im Beispiel beschränkt sich der zu hoch belastete (dunkelrote) Bereich auf extrem schmale Kreisringe am Rand zur "Verschweißung" und praktisch nicht sichtbar.
- Leider ist die Konfigurierbarkeit der Legende für Sicherheitsfaktoren entgegen der Dokumentation in der aktuellen Version stark eingeschränkt (nur 4 Farbstufen für Banddarstellung, Grenzen fest zwischen 0 und 8). Die beschriebenen Tipps zur Hervorhebung des kritischen Bereiches nützen deshalb nichts!
Um nicht für das Versagen unzulänglicher Konstruktionen zu haften, erfolgen von Autodesk-Seite ausführliche Erläuterungen in Hinblick auf den Sicherheitsfaktor einer Konstruktion in der Online-Hilfe:
- Wir streben im Beispiel einen minimalen Sicherheitsfaktor=2 an. Dazu verringern wir die Zugkraft soweit, bis dieser Minimalwert angezeigt wird.
- Hinweis: Da es sich um einen linearen, reziproken Zusammenhang zwischen Zugkraft und Sicherheitsfaktor handelt, kann man die zulässige Zugkraft für den Sicherheitsfaktor 2 sehr einfach berechnen!
Fragen:
- Wie groß ist die zulässige Zugkraft, wenn der Sicherheitsfaktor=2 im Modell an allen Stellen eingehalten werden soll.
- Wie groß ist die maximale von Von-Mises-Vergleichsspannung bei dieser ermittelten zulässigen Zugkraft?
