Software: CAD - Tutorial - Belastung

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6. Übung im CAD-Tutorial

(Bestandteil der 1. Übung im FEM-Tutorial)

Belastungsanalyse (Finite Elemente Methode)

Autor: Dr.-Ing. Alfred Kamusella

Geirrt zu haben, ist menschlich,

und einen Irrtum einzugestehen

Kennzeichen eines Weisen.

- Hieronymus -

Im CAD-System Autodesk Inventor Professional existiert ein Modul, um innerhalb der CAD-Umgebung die mechanische Belastung von konstruierten Bauteilen untersuchen zu können. Diese Belastungsanalyse basiert auf der Technologie des FEM-Programms ANSYS. Nach der Definition der Bauteil-Lasten (Loads) und Einspann-Bedingungen (Constraints) hat man u.a. folgende Möglichkeiten der Analyse:

1. Veranschaulichen der Bauteilverformung
2. Analysieren der Belastung anhand der Vergleichsspannung
3. Überprüfen von Sicherheitsfaktoren.

Aufgabenstellung:

• Die obige Lasche wird im Loch-Innern mit einem extrem biegesteifen Bolzen verschweißt:
• Wie groß darf die Zugkraft maximal sein, damit bei einem Sicherheitsfaktor=2 die maximal zulässige Vergleichsspannung nicht überschritten wird?
• Wie groß ist die maximale Verformung für den zulässigen Lastfall?
• Wie ändert sich die Belastung, wenn die Lasche mittels Spielpassung auf einem biegesteifen Bolzen befestigt wird?

1. Preprocessing (Modellbildung)

• Geometrie-Modellierung (Bauteil "Lasche_xx")

1. Projekt-Definition
2. Bauteil-Definition
3. Grundkörper (Skizziertes Element)
4. Bohrung (Platziertes Element)
5. Abrundung (Platziertes Element)

• Definition physikalischer Eigenschaften (Material)
• Netzgenerierung
• Hinzufügen der Lasten (Loads)
• Randbedingungen definieren (Constraints)

2. Modellberechnung

• Belastungsanalyse

3. Postprocessing (Ergebnisse)

• Auflage-Reaktionen
• Vergleichsspannung
• Deformation
• Beanspruchung (Sicherheitsfaktor)

4. Konstruktive Änderung

• Spielpassung auf biegesteifem Bolzen

Einzusendende Ergebnisse:

• Teilnehmer der Lehrveranstaltung "Konstruktion 3D-CAD" schicken ihre Ergebnisse per Mail an a.kamusellamailbox.tu-dresden.de
• Als Anhang dieser Mail mit (xx=Teilnehmer-Nummer 01...99) ist ein Archiv-File (z.B. Belastung_xx.ZIP) mit folgendem Inhalt zu senden:

1. Die beiden Dateien Lasche_xx.ipt und Lasche2_xx.ipt
2. Die zugehörigen reduzierten Ordner Lasche2_xx und Lasche2_xx:

• In den Unterordnern Simulation_0 sind die Dateien *.fmsh und *.fres zu löschen.
• Ansonsten würden für jedes Bauteil komprimiert 5 bis 10 MByte benötigt!

• Einsendeschluss ist die Nacht vor dem nächsten Übungskomplex.

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