FEM SPielerei

[Pinky]

Ola,
also aus Neugier klicke ich hier ("in der Schule") mal in aCAD mchanical rum und habe einen Brake Booster gezeichnet. Dort habe ich jetzt mal mittels google und wikipedia ein Ergebnis für eine FEM Analyse herausbekomme.
Ziel ist es eigentlich einen Booster aus Carbon zu machen. Den Stuff habe ich hier und auch die Maße stehen soweit fest und prinzipiell ist die Rechnung sogar unnötig aber so ist das mit der Neugier. Jetz brauche ich nur jemanden der mit etwas bei der Interpretation des Ergebnisses helfen kann oder sich sogar dazu bereit erklärt mir einmal die Parameter dazu einzustellen (Werkstoffkennwerte von Carbon). Ich bin nicht wirklich versiert im Umgang mit dem Programm und zu FEM habe ich nichtmal in der Theorie gehört. Ich weiß nur dass ROT ein schlechtes Zeichen ist. Gut... Jetzt habe ich natürlich auch eine Normalkraft an der Felge mit 1kN/ Kolben eingestellt was schon etwas überhöht ist aber ich dachte mir, dass man am Extrembeispiel alles wesentliche erkennen kann. Tu ich leider nicht.
Oder sagt man mir, dass dieses Thema in wirklichkeit derart Komplex ist dass man es nicht erklären kann.

Eigentlich sollten da noch Bohrungen rein. Ebenso unsicher bin ich mir bei der Art der Lagerungen. Am Rahmen ist es zwar eine Schraubverbindung aber was ist das mechanische Modell dazu? Eigentlich doch ein festlager. Mache ich die Rechnung mit 2 Festlagern, habe ich keine Biegung, sondern eine reine Druckbenaspruchung zwischen Lager und Kraft. An der Stelle bin ich wirklich überfordert. Danke für jede Hilfe

[Cru Jones]

Ich kenne das Autocad FEM nicht, aber ganz allgemein ist zu sagen, dass für Fem doch etwas mehr wissen sollte als einfach etwas rumspielen und über Internet zusammensuchen, wenn man sinnvolle Resultate haben will.
Das ganze steht und fällt mit den richtigen Randbedingungen und Vereinfachungen. Da ich das Programm nicht kenne, kann ich jetzt nicht sagen, ob die Festhaltungen so gut sind (eigentlich müssen alle 6 Freiheitsgrade behindert sein, ich bin mir da jetzt nich sicher, ob bei Dir die Rotation um X behindert ist, oder ist das eh alles 2D?) Ansonsten sehen die Festhaltung gar nicht so dumm aus, zwei Festlager bringen sowieso kein Resultat. Für ein gutes Resultat müsste man wohl eh den Rahmen mitsimulieren.
Es gibt aber noch mehr Stolpersteine: Das Netz muss im kritischen Bereich gut sein, die Werkstoffeigenschaften müssen stimmen, und schliesslich wird man auch noch das richtige untersuchen. Bei dem Brakebooster werden die Spannungen nie das Problem sein, der wird nie brechen, da der Rahmen die ganze Kraft aufnimmt, bevor der bricht. Viel interessanter ist die Deformation bzw. der Vergleich der Deformation des Rahmens ohne Brakebooster zu der mit Brakebooster.
Die Analyse des Ergebnisses hat auch Tücken:
Bei den Spannungen ist nicht unbedingt nur rot böse, falls Du Hauptspannungen anschaust kann auch Blau (Druckspannungen) ein Problem sein. Den Bereich um die Krafteinleitung/Festhaltungen kannst sowieso vergessen. Und je nach Darsellungsweise (Elementspannungen/geglättete Darstellung) bekommst auch falsche Resultate, ich hatte schon 100% Abweichung!
Was bei Deiner Berechnung vielleicht sinnvoll sein könnte, wären die Hauptspannungsrichtungen, dann siehst wenigstens, in welche Richtungen sinnvollerweise die Fasern liegen sollen.

[Pinky]

also ich bewege mich nur 2D, auch der Booster wird nur auf Biegung belastet insofern hätte sich das Bauteil angeboten.
Ich habe eine Reihe von Versionen erstellt mit unterschiedlichen Formen, Radien etc und wollte dementsprechend die Spannungen vergleichen um eine möglichst gute Form daraus ableiten zu können. Wo Spannungen gering sind, ist auch die Verformung gering.
Die Platten habe ich laminiert gekauft, das lohnt sich nicht sie selber zu Laminieren weil ich nicht so perfekte optisch schöne Oberflächen erzielen kann.
Dass meine Ergebnisse nicht wirklich Aussagefähig oder korrekt sind weiß ich, daher hatte ich gehofft dass sich hier jemand finden ließe der sich am besten noch mit Autocad bw dem FEM Modul auskennt.
naja vielleicht tu sich noch was sonst wird dieser Thread eh versinken

danke trotzdem

[Cru Jones]

Wo Spannungen gering sind, ist auch die Verformung gering.

Das stimmt so nicht unbedingt. Lokal zwar schon, aber über den ganzen Brakebooster gesehen kann es durchaus sein, dass ein steifer Brakebooster lokal höhere Spannungen hat als ein weicher.
Zudem ist ein Brakebooster zwar ein ebenes Bauteil, aber das Problem kann trotzdem dreidimensional sein, Beulen/Kippen spielt sicher eine ROlle bei dem Bauteil.

[Pinky]

jo recht hast du schon. Ich gehe einfach von 2D Belastungen aus weil ich sonst ja wirklich hoffnungslos überfortert wäre. Ich versuche dem Kippen/ Knicken durch eine etwas dickere wandstärke entgegenzuwirken. mehr möglichkeiten habe ich nicht.