Software: FEM - Tutorial - 2D-Bauteil - Ansys - strukturiert - Belastungsanalyse

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Belastungsanalyse strukturiertes 2D-Modell

In der 2D-Analyse mit automatisierter Vernetzung haben wir uns nur den Lastfall mit Spielpassung am Bolzen angesehen. Zum Abschluss wollen wir auch für eine 2D-Simulation nochmal beide Fälle vergleichen.

Fixierter Lochrand

Randbedingungen:
Wir erstellen dieselben Randbedingungen wie in der vorherigen 2D-Simulation mit folgenden Abweichungen:

• Bei der Fixierung des Lochs müssen alle 5 Kantensegmente gewählt werden.
• Die Zugkraft am unteren Ende muss halbiert werden, da wir nur ein halbes Bauteil betrachten (wir beginnen also mit 500 N).
• Das Bauteil ist symmetrisch. Konkret bedeutet das, dass die drei Kanten der Schnittebene (Symmetrieachse) sich in Y-Richtung nicht verschieben dürfen.
• Dazu definieren wir eine zusätzliche Randbedingung vom Typ Verschiebung:
  • Auswahl der drei Kanten unten als Geometrie.
  • X- und Z-Komponente bleiben frei (beweglich).
  • Für die Y-Komponente geben wir eine Verschiebung von 0 m vor. Die Symmetrielinie kann sich damit nicht nach oben oder unten bewegen.

Lösung:

• Als Lösung möchten wir die Vergleichsspannung und Gesamtverformung ermitteln.
• Anschließend soll auf bekanntem Wege die maximal zulässige Kraft für einen Sicherheitsfaktor S ≥ 2 ermittelt werden (Symmetrie beachten!).

Frage:

• Wie groß ist die maximal zulässige Kraft bei fixiertem Lochrand in der strukturierten 2D-Analyse für S ≥ 2? Geben Sie Maximalwerte der Vergleichsspannung und Gesamtverformung an.

Spielpassung

Für die Analyse der Spielpassung ist das Modell wieder innerhalb von Anys Mechanical zu duplizieren und es sind sinnvolle Namen zu vergeben.

Aufgabe:

• Definition von Randbedingungen für die Spielpassung eines Bolzens anhand der bisherigen Erfahrungen
• Auswerten von Vergleichsspannung und Gesamtverformung

Fragen:

• Wie groß ist die maximal zulässige Kraft bei Spielpassung in der strukturierten 2D-Analyse für S ≥ 2? Geben Sie Maximalwerte der Vergleichsspannung und Gesamtverformung an.
• Woraus resultieren eventuelle Unterschiede in den Ergebnissen für die Verschiebungen und Spannungen zwischen dem 2D-Modell und den 3D-Modellen der mittels Spielpassung befestigten Lasche?

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