Software: FEM - Tutorial - 3D-Mechanik - Ansys - Ergebnisse

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Ergebnis-Aufbereitung

Wir haben nun mit unterschiedlichen Modellen in unterschiedlichen Programmen unterschiedliche Ergebnisse in Hinblick auf die Deformation und Belastung eines Gummipuffers berechnet. Dabei konnten wir feststellen, dass die Ergebnisse ungefähr in der folgenden Reihenfolge abhängig sind von:

1. der Art der Belastung (z.B. Strecken- oder Flächenlast)
2. dem Feinheitsgrad der Vernetzung an kritischen Stellen (an denen die stärksten mechanischen Spannungsgradienten auftreten)
3. dem Grad der Modellreduktion (3D, 2D, Ausnutzung von Symmetrieeigenschaften) und dem Typ der Finiten Elemente (z.B. Tetraeder, Hexaeder, Torus-Elemente)

Im Verlaufe der Übung wurden als Bestandteil der einzureichenden Lösung die Antworten zu den einzelnen Kontrollfragen ermittelt und notiert. In Hinblick auf die maximale Verformung des gesamten Gummipuffers in axialer Richtung (Längsrichtung) stellt sich nun die Frage nach der "richtigen" Lösung:

• Dazu sind anhand der in der Übungsanleitung gestellten Fragen die Werte der max. axialen Verformung sowie zusätzlich die max. Mises-Spannungen des Gummis vergleichend in der bereitgestellten PDF aufzulisten (wo gefordert, auch die Werte von Sicherheitsfaktoren):
  1. CAD-Belastungsanalyse für Streckenlast (zusätzlich max. Mises-Spannung im Gummi und Animationsvideo)
  2. CAD-Belastungsanalyse für weitere Lastfälle (Flächenlast, Eigengewicht, Rotation, Thermisch)
  3. Ansys-Simulation für Streckenlast (zusätzlich max. Mises-Spannung im Gummi und Sicherheitsfaktor Stahlscheibe)
  4. Ansys-Simulation für Flächenlast, Eigengewicht und Rotation
  5. Ansys-Simulation der Abkühlung nach dem Vulkanisieren
  6. Ansys-Axialsymmetrie mit Streckenlast → Unterschied "linear und nichtlinear"
  7. Ansys-Axialsymmetrie mit Flächenlast
  8. Ansys-Axialsymmetrie Simulation der Abkühlung nach dem Vulkanisieren
  • Die Ansys-Simulation mit nichtlinearem Material ist durchzuführen und (mit F = 0,5 N) abzugeben. Fragen sind aber wegen der unterschiedlichen Materialien nicht zu beantworten.

• Es ist zu begründen:
  1. welche Simulationsergebnisse der Realität am Nächsten kommen und
  2. welche Unsicherheiten auch bei diesen "richtigen" Ergebnissen noch bestehen.

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