Software: FEM - Tutorial - Belastung - Beanspruchung

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Beanspruchung (Sicherheitsfaktor)

Der Sicherheitsfaktor (gegen Fließen) für verformbare Materialien wird definiert als das Verhältnis der Streckgrenze des Materials zur maximal auftretenden Belastung:

S_F=R_e/σ_max

Ein Sicherheitsfaktor kleiner 1 weist normalerweise auf einen Konstruktionsfehler hin, der mit ziemlicher Sicherheit zu einer Zerstörung des Teils führt:

• Bevor man den Sicherheitsfaktor als Farbkontur anzeigen lassen kann, muss man die zulässige Spannung festlegen:
  
• Die zulässigen Spannungswerte für das Bauteil können aus den materialdaten übernommen werden:
  
• Man kann entweder einen Wert in die Spalte "Zulässige Spannung" eingeben oder auf die Schaltflächen Streckgrenze laden bzw. Bruchgrenze laden klicken, um Werte aus der Materialbibliothek zu laden.
• Im Beispiel stand der Wert von 300 MPa bereits als zulässiger Wert in der Spalte (wahrscheinlich wurde er aus den Materialdaten übernommen, weil Streckgrenze und Bruchgrenze übereinstimmten).
• Damit die Ansicht des Sicherheitsfaktors aktivierbar ist, muss in der MFL auch die Darstellung der von Mises-Spannung aktiviert sein:
  
• Weite Bereiche des Teils besitzen einen Sicherheitsfaktor < 1 und werden mit Sicherheit zerstört.

Frage: Wie groß ist die zulässige Zugkraft, wenn der Sicherheitsfaktor 2 an keiner Stelle des Modells unterschritten wird?

Hinweis: Da es sich um ein Modell mit linearem Materialverhalten handelt, kann man die zulässige Kraft durch eine einfache Proportionalitätsformel berechnen. Die berechnete Kraft ist für die abschließende Analyserechnung in diesem Modell zu verwenden.

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