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Moderatoren: ccad, mz15, auroraIco, Lehrstuhl

vom MarkusE
#2584
Hallo Liebe Leser,

zuerst ein schönes Danke an die Mitarbeiter, welche am letzten Workshop meine ganzen fragen Fragen beantwortet haben. Am Ende des Tages war ich voller Begeisterung die ich natürlich mitgenommen habe.
Leider weiß ich nicht mehr mit wem ich mich ganz am Ende noch kurz über die Berechnung von Gewinden unterhalten habe, allerdings ist die Vereinfachung mit Balkenelementen in diesem Fall wohl nicht möglich und ich würde mich freuen, falls es trotzdem Hilfe gibt.

Wir haben ein allgemeines Problem mit der Berechnung / Abschätzung eines Innengewindes. Was uns Sorgen bereitet ist die Wandstärke zwischen Gewinde und Aussenfläche. Anscheinend gibt es dafür keine Norm / Richtlinien oder Empfehlungen - zumindest haben wir nichts gefunden.

In einem Fall ist die Wandstärke jetzt so dünn, dass wir es genauer betrachten wollen. Konstruktionstechnisch sind Änderungen sehr ungünstig, zudem muss das vom TÜV abgenommen werden und daher hätten wir gerne mehr in der Hand als unser Gefühl, welches eh schon grenzwertig ist.

Inzwischen haben wir ein CAD Modell der Schraube und dem Innengewinde. Unsere Idee ist die Gewindeflanken direkt mit der Kraft zu belasten und zu schauen was raus kommt. Wir wollen die Kraft auf drei Gewindegänge aufteilen und parallel zur Schraubenachse auf die "schräge Gewindeflanke" setzten. Ob eine gleichmäßige Verteilung auf die Gewindegänge sinnvoll ist, wäre noch ein offener Punkt.
Trotz der Vereinfachung der Schraube auf 45° und entfernen der ganzen Phasen und Verundungen muss das Netz ziemlich fein sein damit man am Gewinde genug Elemente bekommt.
Ich bin zwar noch am tüfteln um es etwas günstiger zu vernetzen, aber Ich wäre sehr dankbar, wenn ich noch ein paar Tips bekommen würde, wie man an das Problem bessere herangehen könnte. Ursprünglich wollte ich es nichtlinear rechnen damit es genauer wird, jedoch könnte das dann doch zu viel werden.
Evtl. kommt dann noch eine Temperaturerhöhung dazu, damit es auch sicher genug zu rechnen gibt.

Schöne Grüße

Markus Eggl
vom MBraun
#2591
Hallo Herr Eggl,

wir freuen uns, dass Ihnen der Workshop gefallen hat und in positiver Erinnerung bleibt!

Bezüglich des Gewindes wäre es vllt. ratsam zunächst linear zu rechnen.
Eine Möglichkeit wäre, die Verrundungen mit zu modellieren, da an Kanten höhere Spannungen zu erwarten sind, und den Bereich der ersten drei Gewindegänge feiner zu vernetzen.
Die Kraft könnten sie dann auch auf die Fläche der ersten drei Gewindegänge beziehen und als Druck aufgeben (dadurch wirken die Kräfte pro Knoten normal zur Oberfläche).

Mit freundlichen Grüßen
MBraun
vom MarkusE
#2596
Vielen Dank für die Antwort!

Inzwischen hat es bei uns intern einige Diskussionen bezüglich der Schraubenberechnung gegeben. Zu einem Missverständnis gab es auch Unklarheiten bezüglich der anliegen Kraft usw.

Ursprünglich war die Idee eine Norm-Mutter zu berechnen und deren Ergebnis mit den Spannungen in unserem Bauteil mit Innengewinde zu vergleichen, für die Schraube gibt es genug Literatur.

Allerdings war die Antwort eine große Hilfe und inzwischen gibt es zur Mutter einige Berechnungen in SolidWorks2013 ( SW ), Z88 und seit heute Vormittag auch in Salome.

Allgemein:
ich habe eine M24 Mutter aus der SW Normteilbibliothek genommen und das Modell auf 90° gestutzt. Für Z88 und Salome habe ich ein STEP-Export dieser Datei von SW benutzt.
Nachdem selbst SW mit dem eigenen Model Probleme hatte das geneigte Gewinde in unserem Bauteil zu vernetzen mussten wir das Gewinde etwas modifizieren. Die Geometrie habe ich gemäß TB Metall erstellt, jedoch haben ich es nicht als Spirale eingefügt sondern als "Nut". Damit geht die Tangentialkomponente natürlich verloren.
Bei allen Berechnungen wurde die Kraft, wie mir hier empfohlen wurde, als Druck, somit senkrecht auf die Gewindeflanken aufgebracht. ( Ich habe es in SW auch parallel zur Symmetrieachse versucht, war ein kleiner Unterschied )
Die Netze sind relativ fein geworden, aber hoffentlich vergleichbar.

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Bild 1 Zeigt das verwendete Netz und die aufgebrachten Randbedinungen in SW.



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Bild 2 zeigt das Ergebnis aus SW. Leider gibt es an den Kanten sehr hohe Werte, so dass eigentlich fast alles blau ist.



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Bild 3 zeigt ebenfalls das Ergebnis aus SW, aber der Maximalwert der Skala wurde heruntergesetzt.



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Bild 4 zeigt das Ergebnis in Z88. Spannungen in den Eckknoten und linear gerechnet.



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Bild 5 zeigt die Spannungen an den Gausspunkten in Z88, ebenfalls linear gerechnet.



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Bild 6 zeigt das Ergebnis in Z88 für eine nichtlineare Berechnung. Auf das Ergebnis musste 17,5 Stunden warten. Sieht aber ein bisschen anders aus.


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Bild 7 zeigt das Netz das ich in Salome erstellt habe.



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Bild 8 zeigt das Ergebnis in Salome.



Die Ergebnisse in SW und Z88 weichen doch ein bisschen ab. Bezüglich des Werkstoffes habe ich aber nicht geprüft ob die selben Zahlen eingetragen sind. Salome kenn ich nicht sehr gut, relativ scheint das Ergebnis sehr ähnlich zu sein.

Schöne Grüße

Markus Eggl

Hallo, können Sie einmal einen Screenshot da[…]

Hallo, ja genau die Knoten an der Oberfläche[…]

Hallo GuaAck, das war nicht weiter schwer. Die El[…]

Hallo CMDB, diese Berechnungen sind nicht eingebu[…]