Software: FEM - Tutorial - 2D-Mechanik - Beanspruchung

↑

← →

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 lässt, muss man die zulässige Spannung festlegen:
  
• Die zulässigen Spannungswerte für das Bauteil sollten im Normalfall aus den Materialdaten übernommen werden:
  
• Standardmäßig ist in Spalte "Zulässige Spannung" bereits der Wert der Streckspannung (hier 410 MPa) aus den Materialdaten (hier Stahl-C35) eingetragen.
• Über die Schaltflächen Streckgrenze laden bzw. Bruchgrenze laden kann man diese Werte aus den Materialdaten laden (Bruchgrenze = Zugfestigkeit - hier 640 MPa).
• Man kann den Wert der zulässigen Spannung aber auch manuell direkt in der Tabellenspalte editieren.
• Damit die Ansicht des Sicherheitsfaktors aktivierbar ist, muss in der MFL auch die Darstellung der von Mises-Spannung aktiviert sein:

• Anstatt der automatisch ermittelten Extremwerte wurden für die Farbskala manuell Grenzwerte vorgegeben, welche eine 1-er Stufung des Sicherheitsfaktors ergeben.
• Die roten Bereiche des Teils besitzen einen Sicherheitsfaktor < 1 und werden mit Sicherheit zerstört.

Frage2: Wie groß ist die zulässige Zugkraft, damit der Sicherheitsfaktor 2 an keiner Stelle des Modells unterschritten wird?

• 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.
• Werden die benötigten Extremwerte nicht als Grenzen der Farbskala verwendet, so kann man sich diese über den Eigenschaftsdialog der Legende berechnen lassen (danach Abbrechen!):
  

← →