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 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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