Software: FEM - Tutorial - 2D-Bauteil - Belastung - Beanspruchung: Unterschied zwischen den Versionen
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Aktuelle Version vom 7. Februar 2020, 14:43 Uhr
Beanspruchung (Sicherheitsfaktor)
Der Sicherheitsfaktor (gegen Fließen) für zähe Materialien wird definiert als das Verhältnis der Streckgrenze des Materials zur maximal auftretenden Belastung:
SF=Re/σmax
Ein Sicherheitsfaktor kleiner 1 weist normalerweise auf einen Konstruktionsfehler hin, der mit ziemlicher Sicherheit zu einer Zerstörung des Teils führt:
- Autodesk Inventor bietet die Möglichkeit, den "aktuellen" Sicherheitsfaktor in Abhängigkeit von der Position auf dem Bauteil grafisch darzustellen:
- "Dunkelrote" Gebiete kennzeichnen im Beispiel die Bereiche mit einem Sicherheitsfaktor <1.
- Wir wollen die Kraft nun soweit verringern, dass an keiner Position des Bauteils ein Sicherheitsfaktor=2 unterschritten wird.
- Dazu verändern wir die Skalierung der Farbleiste so, dass der rote Bereich bei dem Sicherheitsfaktor=2 endet (12-er Farbleiste / untere Grenze=1 / obere Grenze=7):
- Dann verringern wir die Zugkraft soweit, bis kein Bereich mehr rot markiert ist.
- Da es sich um einen linearen, reziproken Zusammenhang zwischen Zugkraft und Sicherheitsfaktor handelt, kann man die zulässige Zugkraft für den Sicherheitsfaktor 2 sehr einfach berechnen:
- Der Minimalwert wird auf der Farbskala zusätzlich angezeigt, wenn er in den Grenzen der Skala liegt.
- Die Position des Minimalwertes kann man über die Anzeige-Optionen einblenden lassen
- Im Beispiel liegt dieser Wert wie erwartet auf der Loch-Kante.
Fragen:
- Wie groß ist die zulässige Zugkraft, wenn der Sicherheitsfaktor=2 im Modell an allen Stellen eingehalten werden soll.
- Wie groß ist die maximale von Mises-Vergleichsspannung bei dieser ermittelten zulässigen Zugkraft?
