An vielen Stellen finden sich im Web und in der Literatur Anleitungen zur Reduzierung der unter Last im Bauteil auftretenden Spannungen. Oft wird berichtet, wie diese Spannungs-Werte für Aussagen zum Versagen oder der Dauerfestigkeit eines Bauteils verwendet werden können. Uns gefallen, unter anderen, die Beiträge von Alexander Brunner und Slawomir Polanski, welche auf LinkedIn zu finden sind. Weiterführende Literatur zum Festigkeitsnachweis findet sich vielfach. Ein paar wenige Quellen haben wir unten aufgeführt.
Wir wollen in unserem systemworkx PLM Blog aber auch einen Schritt zurück machen und uns um das Thema der Simulation der „richtigen“ Spannung kümmern. Die Prognosesicherheit der Finite Element Simulation ist eine wesentliche Voraussetzung für alle weiteren Aussagen. Bereits in unserem Beitrag Elementauswahl und Diskretisierung in Abaqus haben wir aufgezeigt, daß der Elementtyp und die Netzdiskretisierung einen wesentlichen Einfluss auf die simulierten Spannungen haben. Hinzu kommt noch die korrekte Auflösung der Bauteilgeometrien und die korrekte Abbildung der Verbindungstechnik. Es gibt (leider) sehr viele Möglichkeiten, Fehler in die Modelle für die Finite Element Simulation einzubauen.
In dem Beitrag Abaqus Berechnung einer Filtertasse widmen wir uns einem Beispiel zum Einfluss der Auflösung der Bauteilgeometrie auf das Simulations-Ergebnis. Wir wollen die maximalen Vergleichsspannungen in einer Filtertasse unter Innendruck berechnen und kommen schnell zu einem Ergebnis. Die maximale Spannung liegt an der Innenseite und erscheint nicht kritisch. Erst eine genauere Abbildung des Übergangsbereichs äußerer Rippen bringt uns zu der Erkenntnis, daß wir kritische Spannungsmaxima komplett übersehen hatten. Mit diesem Beispiel wollen wir aufzeigen, daß – abhängig von den Zielen einer Finite Element Simulation – der korrekten Auflösung der Bauteilgeometrie besondere Aufmerksamkeit zuteil kommen sollte.
Quellen
- „Festigkeitsnachweis“. 2022. In Wikipedia. https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Festigkeitsnachweis&oldid=221949901.
- Richard, Hans Albert, und Manuela Sander. 2016. Fatigue Crack Growth. Bd. 227. Solid Mechanics and Its Applications. Cham: Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-319-32534-7.
- Spura, Christian, Bernhard Fleischer, Herbert Wittel, und Dieter Jannasch. 2023. „Festigkeitsberechnung“. In Roloff/Matek Maschinenelemente, von Christian Spura, Bernhard Fleischer, Herbert Wittel, und Dieter Jannasch, 41–82. Wiesbaden: Springer Fachmedien Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-40914-2_3.
Ralf Paßmann arbeitet seit nunmehr 35 Jahren mit Abaqus. Angefangen hat er mit der Rohr-Walz-Simulation mit Abaqus/Standard und einem Editor als Pre-Processor in den späten 80er Jahren. Die Initiierung und Begleitung des Migrationsprojekts zur Verwendung von Abaqus/Explicit als Crash-Code bei BMW war ein Höhepunkt seiner Arbeit mit Abaqus und den Menschen dahinter. Seit rund zehn Jahren ist Ralf nun wieder im Vertrieb von Abaqus tätig und hat das Ziel, Kunden beim zuverlässigen Einsatz von Simulation in Entwicklungsprozessen zu unterstützen.
