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

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<div align="center"> '''Zentrifugal-Belastung''' </div>
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'''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.
'''''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.


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 '''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 '''10000&nbsp;Umdrehungen/min''' drehen:
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* Als ''Body Load'' definieren wir die Drehung um die Z-Achse in '''Umdrehungen/s'''.  
* 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 des Gummi beträgt ca. 5 µm 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.
* Die Belastung infolge der Zentrifugalkräfte ist vernachlässigbar klein.
'''''Achtung:''''' <br>
* Hier gibt es zur Zeit 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_-_CAD-Belastungsanalyse_Lastfaelle|'''Belastungsanalyse''']] von Autodesk Inventor berechneten Ergebnissen.


'''Deutung:'''
* Rotierende Teile mit relativ kleinem Durchmesser werden nicht durch Zentrifugalkräfte zerstört, sondern infolge von Unwuchten im Zusammenspiel mit Resonanzen. Diese Effekte werden durch unser FE-Modell überhaupt nicht berücksichtigt!
* Die Stahlscheibe hält den Gummi im Beispiel fest, verhindert damit eine größere Verformung und nimmt den größten Teil der Belastung auf.


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Version vom 2. Mai 2010, 19:03 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 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 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 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 Inventor berechneten Ergebnissen.