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Berechnung eines Scherenwagenhebers in ANSYS

Angewandte Naturwissenschaften. Berechnung eines Scherenwagenhebers in ANSYS. Wahlpflichtfach Finite - Element - Methode. Vortragender: Sven Böckamp. Datum: 24.01.05. Berechnung eines Scherenwagenhebers Sven Böckamp. Gliederung. Aufgabenstellung FE Modell 2.1 Elementtyp

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Presentation Transcript

  1. AngewandteNaturwissenschaften Berechnung eines Scherenwagenhebers in ANSYS Wahlpflichtfach Finite - Element - Methode Vortragender: Sven Böckamp Datum: 24.01.05

  2. Berechnung eines ScherenwagenhebersSven Böckamp Gliederung • Aufgabenstellung • FE Modell 2.1 Elementtyp 2.2 Elementierung 2.3 Randbedingungen • Ergebnisse • Zusammenfassung

  3. AufgabenstellungSven Böckamp 1. Aufgabenstellung • Scherenwagenheber in ANSYS modellieren • Simulieren des Belastungsverlaufs beim Aufbringen einer Kraft von 12KN. • Der Wagenheber ist bei dieser Belastung auf eine Höhe von 200mm geöffnet

  4. FE ModellSven Böckamp 2. FE Modell Bereich der herausgetrennt wurde Schnittflächen – Ausnutzung der Symmetrie

  5. FE ModellSven Böckamp 2.1 Elementtyp Schalenelement Shell 93 (Dicke 7mm) Andruckplatte Balkenelemente Beam 188 (Durchmesser 4mm) Gelenkarm Verbindungsbolzen Spindelplatte Volumenelemente Solid 95

  6. FE ModellSven Böckamp 2.2 Elementierung Z Y X • Bereiche mit erwartungsgemäß • hoher Spannung  feiner vernetzt • Bereiche mit erwartungsgemäß • niedriger Spannung  gröber vernetzt Coupled DOF Ux, Uy, Uz = 0 rot x, rot z = 0 Y Z X • Knoten: 1384 • Elementzahl: 340

  7. FE ModellSven Böckamp 2.3 Randbedingungen F = 3000N  2,87N/mm2 U-Stahl: St 37-2 Andruckplatte: St 50-2 Spindelplatte: St 60 E-Modul 205000N/mm2 Querkontraktion 0,3 Symmetrie

  8. ErgebnisseSven Bäckamp 4. Ergebnisse • In dem markierten Bereich tritt eine Spannung von 126N/mm2 auf. Die Andruckplatte wurde mit 0,2N/mm2 belastet

  9. ErgebnisseSven Bäckamp 4. Ergebnisse • Wird die Andruckplatte höher belastet, kommt es zu einer unzulässigen Verschiebung des Bauteils Z X Verschiebung

  10. ErgebnisseSven Bäckamp 4. Ergebnisse • Wird eine zusätzliche Symmetrie aufgebracht (Simulation der Gewindespindel) kann der Wagenheber korrekt berechnet werden Tatsächliche Belastung im Gelenkarm Spannungsüberhöhungen kommen durch die Balkenelemente zustande Zusätzliche Symmetrie

  11. ErgebnisseSven Bäckamp 4. Ergebnisse • Wird die zusätzliche Symmetrie aufgebracht kann die Gewindespindel simuliert werden • Es kommt nur noch zu einer Verschiebung in Z-Richtung Z Verschiebung Gewindespindel

  12. ZusammenfassungSven Böckamp 5. Zusammenfassung • Es kommt zu einer zu hohen Verschiebung im Bereich der Andruckplatte • Fehler in der Festhaltung • Änderung der Geometrie brachten keinen Erfolg • Änderung der Symmetriebedingungen brachten den Erfolg • Der gewählte Werkstoff hält eine Belastung von ca. 230N/mm2 aus • Programmierung über Textdatei sehr hilfreich und im Alltag zu empfehlen

  13. Berechnung eines ScherenwagenhebersSven Böckamp Fragen zum Vortrag ?

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