FEM / Berechnung / Simulation
Lineare Strukturoptimierung & Festigkeitsrechnung
Das Grundgestell eines Rundschalttisches für verschiedenste Einsatzzwecke weist eine Vielzahl von grossflächigen aber dünnwandigen Geometrien auf. Es muss sowohl beim Transport wie auch im Betrieb über eine ausreichende Steifigkeit und Festigkeit verfügen. Mit herkömmlichen Vernetzungsstrategien ist eine solche Struktur nicht rechenbar. Die Geometrie wird zusätzlich vereinfacht, indem einzelne Bauteile durch Massenpunkte in ihrem Schwerpunkt substituiert werden. So ergibt sich ein Modell, das mit geringem Rechenaufwand ausreichend Informationen zur Verfügung stellt.

Software: FEMAP
Verwendete Elemente: 4 Knoten Schalenelemente, 20 Knoten Hexaeder, 2 Knoten Beamelemente, Massenelemente, RBE3-Elemente, DOF-Springs
Anz. Freiheitsgrade: 190000
Anz. Lastfälle: 3
Rechenzeit: 7 Min
Statische lineare Strukturoptimierung
Nachdem vom Konzept des selbsttragenden Gehäuses Abstand genommen wurde, konnte durch Variation der Materialstärken, Aussparrungen, Anzahl Verbindungsstellen, Verbindungsart (Schweissen / Schrauben), Material und Herstellverfahren (Giessen / Fräsen) eine Struktur gefunden werden, deren Masse weniger als die Hälfte des Ausgangsmodells beträgt. Durch die neue Anordnung der Bauteile, kann die Kraft direkter fliessen und sowohl die Steifigkeit wie auch die Festigkeit nehmen zu.

Software: FEMAP
Verwendete Elemente: 10 Knoten Tetraeder, RB3-Elemente, 2 Knoten Beam Elemente
Lasten: : Kraft, Druck, Schraubenvorspannkräfte
Anz. Freiheitsgrade: 60000
Anz. Lastfälle: 1
Rechenzeit: 1.5 Min
Statische lineare Festigkeitsabschätzung
Aus selbst entwickelten Profilquerschnitten wird der Rahmen eins Torblattes gefertigt. Dieser Rahmen wird anschliessend verglast. Durch die flexible Verklebung der Gläser kann davon ausgegangen werden, dass nur die Stahlprofile tragen. Beim Angriff einer Windlast darf die Durchbiegung einen gewissen Wert nicht überschreiten. Um diese Durchbiegung natürlich abzubilden, werden mehrere Torblätter modelliert und über RBE3- und Federelemente miteinander verbunden, so dass sich die Drehbewegung von Scharnieren ergibt.

Software: FEMAP
Model: Balkenmodell
Verwendete Elemente: 2 Knoten Beamelemente, RBE3-Elemente, DOF-Springs
Lasten: Druck
Abmessungen: 6000 mm x 2500 mm x 70 mm
Anz. Freiheitsgrade: 2700
Anz. Lastfälle: 1
Rechenzeit: 0.5 Min
Nichtlineare Festigkeitsrechnung
Haltewinkel aus Blech, zur werkzeuglosen Montage, die zudem als Sicherung dienen. Hierzu werden verschiedene Geometrien ineinander verklickt. Durch die Wahl der Geometrie wird sichergestellt, dass die aufgrund der auftretenden Lasten zu keinen bleibenden Deformationen führen, da ansonsten die Federkaft abnimmt und die Funktionstüchtigkeit nicht begrenzt, dass eine Überbelastung verhindert wird.

Software: FEMAP
Model: 2D Schalenmodell
Verwendete Elemente: 4 Knoten Schalenelemente
Lasten: Verschiebung
Abmessungen: 150 mm x 150 mm x 1.5 mm
Anz. Freiheitsgrade: 14000
Anz. Lastfälle: 2
Rechenzeit: 0.1 Min
Lebensdauerberechnung einer Kegelverbindung
Die Spannungen welche aufgrund des Kegels auftreten bilden die Mittelspannung. Die Spannungen durch die Riemenspannung und das Antriebsmoment laufen um. Die Summe bzw. die Differenz beider Spannungen ergeben die Extremalwerte und deren Differenz die Spannungsamplitude, welche mit den Materialfestigkeitswerten verglichen wird.

Software: ANSYS Workbench
Model: Rotationssymmetrisches Halbmodell
Verwendete Elemente: 20 Knoten Hexaeder Lasten: Druck, Kraft, Moment
Anz. Freiheitsgrade: 2500
Anz. Lastfälle: 2
Rechenzeit: 2 Min
Simulation
Um im Anfangsstadium eines Projektes die richtigen Entscheidungen treffen zu können, ist es oft hilfreich, basierend auf den Konzepten abstrakte Simulationen zu erstellen. Diese erlauben es unserem Kunden, die Konzeptidee besser zu verstehen und Vor- und Nachteile eines Konzepts lassen sich einfacher ermitteln.
Schildern Sie uns Ihre Problematik und wir finden bestimmt auch dafür eine Möglichkeit, das Konzept zu visualisieren.


Simulation Becher-Vereinzelung