WeissQuadrat Simulation Stange 01

Strukturmechanik – Optimierung

Dieses Beispiel zeigt eindrücklich wie das Spannungsniveau eines Radiusübergangs mittels Simulation deutlich gesenkt wird. Links wurde ein einfacher Radius als Kerbübergang modelliert. Auf der rechten Seite ist ein sanfter Übergang als Doppelradius mit Tangente auskonstruiert worden. Daraus resultiert eine Spannung die um 25% niedriger ist als zuvor.

 

Klicken Sie auf die Thumbnails (unten) um weitere Bilder aus der Strukturmechanik zu sehen.

 WeissQuadrat Simulation Seilscheibe 01

Strukturmechanik - Submodelltechnik

In diesem Beispiel wurden die Blechdicken einer Seilscheibe optimiert. Das Ziel dabei war die Senkung der Herstellkosten. Nebst dieser Anforderung sollte die Scheibe noch eine entsprechende Steifigkeit aufweisen. Aus den resultierenden Reaktionskräften in den Kontakt-stellen wurden anschliessend noch die Schweissnähte analytisch nachgewiesen. Eine Besonderheit an diesem Modell war die Anwendung eines so genannten Submodells (Detail X).

 

Mehr dazu zeigt die nächste Abbildung.

WeissQuadrat Simulation Seilscheibe 02 

Strukturmechanik - Submodelltechnik

Die Submodelltechnik wird dann angewendet, wenn in einem grossen FEM-Modell einzelne Bereiche von Interesse sind, die genauer untersucht werden müssen. Hierbei wird zunächst das grosse Modell mit einem relativ groben FE-Netz berechnet. Daraus resultieren die Verformungen. An den entsprechenden Schnittflächen werden danach die Verschiebungen exportiert und auf denselben Schnittflächen im Submodell wieder aufgebracht. Nun reagiert das Submodell auf die gleiche Art und Weise wie das Grobmodell. Der Vorteil liegt darin, dass das Submodell nun viel feiner vernetzt werden kann. Jetzt sind die Spannungen auch auswertbar.

WeissQuadrat Simulation Vakuumkammer 01
 

Strukturmechanik - Vakuumkammer

Bei dieser Vakuumkammer wurden die Deformationen und Bauteilspannungen unter Vakuumeinfluss berechnet. Durch eine entsprechende Geometrieaufbereitung konnten ausschliesslich Hexaederelemente verwendet werden. Auf rechenintensive Tetraederelemente wurde somit verzichtet.

 

WeissQuadrat Simulation Vakuumkammer 02
 

Strukturmechanik - Vakuumkammer

Diese Abbildung zeigt die Deformation der Kammer unter Vakuumeinfluss. Die Ergebnisse dienen der Dimensionierung der Blechdicken und der weiteren Berechnung der Schweissnähte.

WeissQuadrat Simulation Vakuumkammer 03
 

Strukturmechanik - Vakuumkammer

Die Vergleichsspannungen "von Mises" zeigen Regionen mit hoher Beanspruchung. In einem nachfolgenden Submodell wurden diese Bereiche in Bezug auf die Betriebsfestigkeit nach der FKM Richtlinie berechnet.

 

Simulation - Strukturmechanik Strahlung Prev Next FKM-Richtlinie