Ich führe standardisierte Tests an Aufzugsflügeln durch und stoße bei der Modellierung in SolidWorks Static Simulation auf ein Problem. Hier sind die Details meiner aktuellen Tests:
1. Versuch:
Eine Kraft von 300 N wird auf die Mitte des Blechs ausgeübt, die sich über eine Fläche von 5 cm² erstreckt.
Die gemessene elastische Verformung beträgt 15 mm, gefolgt von einer Rückkehr an ihren Platz mit einer bleibenden Verformung von 1 mm.
2. Versuch:
Auf die Mitte des Blechs, verteilt über eine Fläche von 100 cm², wird eine Kraft von 1000 N ausgeübt.
Die elastische Verformung beträgt ca. 35 mm, mit einem vollständigen Rücklauf ohne bleibende Verformung.
Bei der Modellierung dieser Versuche in SolidWorks mit Einbettung an den Enden und einer Kraft, die in der Mitte auf die Kontaktfläche ausgeübt wird, erwartete ich, dass im ersten Test (300 N / 5 cm²) höhere Spannungen auftreten würden als im zweiten (1000 N / 100 cm²), was auf die Lastverteilung zurückzuführen ist. Dies entspricht den tatsächlichen Beobachtungen, bei denen Test 1 in die plastische Zone des Materials eintritt, während Test 2 in der elastischen Zone verbleibt.
Nach der Kalibrierung meiner Simulation sehe ich jedoch für den 2. Versuch eine höhere Belastung (also eine bleibende Verformung), was kontraintuitiv ist und nicht mit den realen Ergebnissen übereinstimmt. Und das auch dann, wenn beide Ergebnisse unterhalb der Streckgrenze liegen, Test 2 zeigt eine größere Belastung.
Ich frage mich, ob ich ein nichtlineares statisches Simulationsmodul verwenden sollte. Warum sollte das klassische statische Modul nicht gültig sein, selbst wenn es unter der Elastizitätsgrenze bliebe? Wenn jemand irgendwelche Hinweise hat, um dieses Verhalten zu erklären, bin ich dafür.
Was meine Intuition schockiert, ist, dass man für die gleiche Geometrie/das gleiche Material des Teils eine geringere Spannung mit einem Aufwand multipliziert mit mehr als 3 erwartet... Selbst wenn es eine Änderung in den Abmessungen der Lastzone gibt, scheint dies aus theoretischer Sicht überraschend, da wir es mit einem an beiden Enden eingebetteten Balken (?) zu tun haben, der einer zentrierten " Trennkraft " ausgesetzt ist. Umso überraschender ist es, wenn die Ergebnisse der Tests dieses Paradoxon bestätigen. Es sei denn, es handelt sich um ein dünnes Blech, und die Verformung besteht aus einem " Stanzen " der Ladefläche...
Um das Problem zu identifizieren, müssten Sie Ihre Daten, die Teilegeometrie, das Material und die Ergebnisse praktischer Tests freigeben, insbesondere die Position des dauerhaft verformten Bereichs.
Das Problem rührt von den Randbedingungen her, die Ihren Test nicht widerspiegeln. Ich glaube nicht, dass Sie Ihr Blech auf eine unendlich steife Struktur geschweißt haben. Sie sollten also keine Aussparungen an 2 Seiten anbringen: Dies versteift Ihr Modell stark, da es die Biegung einschränkt, da sich die 2 Enden nicht bewegen können.
Sie müssen eine Seite aushöhlen. und setzen Sie Beschränkungen, um die Bewegungen des Blechs in der Richtung senkrecht zur Kraft des anderen zu begrenzen. Persönlich würde ich nur eine Kante beschränken, oder Sie erstellen eine lokale Fläche, um die Verschiebung auf dieser begrenzten Fläche zu beschränken. Wenn sich die Tür auf beiden Seiten in einer einzigen Stütze befindet, ist es ideal, die Simulation mit der Tür + 2 Stützstücken durchzuführen und die Kontakte zu verwalten (viel längere Berechnung mit der Kontaktverwaltung auf der anderen Seite).
In der Tat gibt es einen Faktor von etwa 3 zwischen den beiden Kräften, aber sie werden unterschiedlich angewendet. Die Kraft von 300 N verteilt sich auf eine Fläche von 5 cm², was einem Druck von 0,6 MPa entspricht, während die Kraft von 1000 N über 100 cm² verteilt ist, wodurch ein Druck von 0,1 MPa auf dem Blech erzeugt wird. Ich füge die von mir verwendeten Merkmale hinzu:
Material: DX51D Stahl
Geometrie: Das Blech ist 1,2 mm dick. Die anderen Abmessungen sind: Breite 23,3 mm, Länge 290 mm, Höhe 2010 mm. Die Ergebnisse der eigentlichen Tests finden Sie im Folgenden. Da ich immer nur eine Datei auf einmal aufnehmen kann, werde ich sie Ihnen in mehreren Einreichungen zusenden. (Sie werden auch sehen, wie das Blech gebogen wird)
Hallo Vielen Dank für Ihre Antwort. Ich kann dafür zwar die Funktion der auferlegten Verschiebungen verwenden, aber wenn ich das richtig verstehe, blockiert man Verschiebungen senkrecht zur Kraft, aber was ist mit Verschiebungen in Richtung der Kraft?
Entschuldigen Sie das Missverständnis. Ich meinte, die Bewegungen in der Richtung parallel zur Anstrengung und nicht in der senkrechten Richtung zu blockieren (oder dort muss man dem Blech die Freiheit geben, sich zu bewegen). Testfotos zeigen nicht, wie Ihr Blech gehalten wird. Dies bestimmt die Bedingungen, die oben und unten gelten. Es besteht die Möglichkeit, dass es sich nur um einfache Stützen handelt (möglicherweise mit einer Klemme, um zu verhindern, dass sich das Blech seitlich bewegt).
Ok, danke, so kam es mir vor, also habe ich das modelliert. Auf der anderen Seite deuten meine Ergebnisse immer noch auf eine höhere Belastung für Test Nummer 2 hin, während dies in den echten Tests nicht der Fall ist...
Ich stimme @froussel für die Modellierung durch einfache Stützen auf Höhe der beiden Kanten an den Blattenden zu, die wahrscheinlich in einer Nut geführt werden (und von Rollen?). Realistischere Kontakte als Aussparungen. Für die Modellierung reicht es aus, die Kanten auszuwählen und sie mit null Verschiebungen in alle drei Richtungen für eine von ihnen und senkrecht zur Fläche für die zweite zu beschränken.
Die Änderung der Art des Stützes ändert nichts an meiner Intuition: Die Multiplikation der Anstrengung bei 3,3 führt zu einer Verformung und einer größeren Spannung bei 1000 N als bei 300 N. Die Tatsache, dass sich die Auflagefläche von 5 auf 100 cm² vergrößert (Durchmesser der Stütze 25 mm oder 113 mm), ändert nichts grundlegend, nur der Faktor der Erhöhung der Spannung (oder Verschiebung) wird etwas weniger als 3,3 betragen.
Ich habe eine Simulation des Flügels mit dem Schnitt Ihres Diagramms und seiner Dicke ohne jegliche Verstärkung durchgeführt. Schlussfolgerung: In beiden Fällen wird die Elastizitätsgrenze (290 MPa?) überschritten, und zwar um 45% im ersten Fall, sehr lokal, und um 155% im zweiten Fall (1000N), in größerer Weise. Das bedeutet, dass es in beiden Fällen zu bleibenden Verformungen kommt. Eine lineare statische Simulation erlaubt es uns nicht, die Werte zu kennen...
Zum Schluss noch eine Frage: Es ist legitim, an der Simulation zu zweifeln, wenn die Ergebnisse stark von der gemessenen Realität abweichen. Aber auch die Bedingungen des realen Tests können in Frage gestellt werden: Genauigkeit der Messung (messen Sie die mm mit einem Maßband!), an welcher Stelle des Flügels, welche Referenz für den Ursprung der Messung (ein benachbartes Blatt?), mögliche Verschiebungen auf der Höhe der Stützen...
@m.blt Okay, danke für diese Klarstellungen, aber ich kann nicht ganz verstehen, warum die Auflagefläche keine große Rolle bei der erzielten Belastung spielt. Obwohl die Kraft mit 3,3 multipliziert wird, wird die Auflagefläche mit 20 multipliziert. Und das ist es, was die Einschränkung des zweiten Versuchs tendenziell verringert. σ=F/S, also für den 300N/5 cm² Test sind wir bei 60N/cm² und für den 1000N/100cm² Test bei 10N/cm², was für mich die Dinge erheblich verändert. Die lokale Spannung wird für den Test bei 300N viel konzentrierter sein. Wenn ich zusammenfasse; Für mich mildert die Vergrößerung der Oberfläche die Zunahme der Festigkeit viel mehr.
PS: Ich bestätige, dass es in Zukunft notwendig sein wird, es besser als ein Band für echte Tests zu machen, wenn wir wirklich vergleichen wollen!
Hallo Achten Sie darauf, den äußeren Druck nicht mit der inneren Spannung des Teils zu verwechseln, die im Wesentlichen das Ergebnis seiner Biegung um die beiden Richtungen seiner Oberfläche (x und z) ist.
Bei dem unten gezeigten Balken ist der Druck mit 1000 N über 100 cm² geringer als mit 300 über 5 cm², aber die resultierende Kraft ist 3,3-mal größer, das Moment biegt sich ebenfalls und die maximale Spannung folgt ebenfalls auf x. Beim Flügel ist das Problem etwas komplexer, da es sich um eine Schale (2D) und nicht um einen Balken handelt, aber das Prinzip bleibt...
Ich möchte hinzufügen, dass sowohl die Walzrichtung des Blechs als auch der Bleche aus einem anderen Guss Faktoren sind, die die Ergebnisse in realen Tests verändern können. Ich habe bereits den realen/statischen Vergleich an Edelstahltanks durchgeführt, die Ergebnisse waren konsistent, aber die Verschiebung war im digitalen Leben oft ausgeprägter als im wirklichen Leben, mit vernachlässigten Faktoren wie ZAT, Laminierung, Biegeradius usw.
