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Modul.jpg

Hallo allerseits,

bin brandneu in diesem tollen Forum und brauche gleich Hilfe.
wie bestimme ich die zulaessige  Belastung auf Zug eines Kunststoffteils mit Cosmosworks(Moduls siehe Anhang). Das geht doch, oder?
Zur Erklaerung:
Die Module werden aneinandergereiht und mit Kunsstoffachsen, die durch die Bohrungen gefuehrt werden, zu einem Transportband verbunden und zusammengebaut und natuerlich auf einem Transporter auf Zug belastet.
Ich habe natuerlich eine Analyse am einzelnen Modul durchgefuehrt aber komme nicht auf den zulaessigen Wert, den der Fabrikant angibt.
laut Fabrikant (Polypropylen): 2795kg/m (27420N/m)
Ich weiss einfach nicht welchen Wert ich in meinen Berechnungen nehmen kann?!
Streckgrenze des Kunststoffes ist 32,8Mpa
Auch ist mir unklar welchen Sicherheitsfaktor man in solchen Faellen waehlt... hab mal den Wert 2 angestrebt.

Bitte verzeiht die vieleicht unklare Darstellungsweise, muss mich erst eingewoehnen zumal ich als Deutscher in Madrid lebe und normalerweise alles auf spanisch mache.

Schonmal danke fuer eure Hilfe

Gruss
Friedhelm

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Hallo Friedhelm,

mit der Berechnung von Kunststoffen habe ich keine Erfahrung.

Grundsätzlich gilt jedoch:
der unmittelbare Bereich, in dem Kräfte, äußere Lagerbedingungen usw. angesetzt werden, wird keine brauchbaren Ergebnisse liefern.
In Deinem Fall würde ich mindestens drei Glieder modellieren und diese mittels der eingesetzten Kunstoffachsen verbinden. Nur das mittlere Glied wird brauchbare Ergebnisse liefern.

Kontaktbedingung "Ohne Penetration".
Die Rechnung wird dann zwar eine Weile dauern.........

Gruß
Rich

[Diese Nachricht wurde von Calculator am 09. Apr. 2008 editiert.]

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Hallo Freidhelm.
Hallo Rich.

Aus meiner Sicht kann ich auch noch ein paar Dinge ergänzen.

1.) Materialdaten
Hier hab ich mal einige Werte für Kunststoffe gefunden ...

Bist Du Dir sicher, dass es sich NICHT um einen Verbund-
werkstoff (faserverstärkt) handelt ?
Der gehört nämlich zu den sogenannten orthotropen Materialien
sprich er hat unterschiedliche E-Moduli für verschiedene
Belastungsrichtungen ...

Auch bin ich mir bei Spritzguss-Teilen nicht unbedingt so
sicher, ob sich eine homogene Materialverteilung und somit
eine isotrope Belastung einstellt, aber das sind nur so meine
"Bauchgefühle" ...

2.) Hinsichtlich der Berechnungsmethode hat Dir Rich schon
gute Hinweise geliefert, genau so sehe ich das auch (also
eine Baugruppe mit mindestens drei Elementen basteln, das
mittlere dürfte dann einigermaßen realistische Werte liefern).

3.) Sicherheit ...
Dass, was Du da ausrechnest, ist ein Faktor gegen STATISCHE
Sicherheit. Viel wichtiger wäre wohl eine Betrachtung für
den dynamischen Betrieb, von daher würde ich mindestens einen
Faktor von 3,5 und mehr anstreben ...
Aber so wie ich Deutschland kenne, gibt es möglicherweise
jede Menge DIN-Vorschriften (Stichwort Fördergurt ...)

Stichwort Fördergurt ...
Hier habe ich was durchaus interessantes für Dich per Google gefunden.

Es geht zwar mehr um Treibriemen , aber für die grundsätz-
lichen Überlegungen schon mal ein Ansatz ...

Hoffe, ein paar hilfreiche "Anschubser" geliefert zu haben.

Roland 

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Halo Rich,
erstmal danke fuer deine Antwort.
Das habe ich befuerchtet, ich habe schon einmal mit zwei Modulen simuliert, was natuerlich auch nicht repraesentativ war.
Jetzt werde ich es mal mit 3 probieren (hoffe der Rechner macht das mit)

Bin noch recht gruen um nicht zu Sagen sehr gruen in diesem Bereich und brauche sicher noch hier und da Rat zum grundsaetzlichen Verstaendnis . Danke fuer den Anstoss.

Gruss
Friedhelm

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Hallo Roland,
ja, wirklich hilfreich, danke auch fuer die guten Anschubser.

uff, das mit dem Material koennte natuerlich sein, aber das wissen wir nicht; nach unserer Information ist es genau der Werkstoff dessen Daten ich fuer die Simulation zur Verfuegung habe. Die Homogenitaet bei dem Spritzgussteil wird sicher nicht gegeben sein, das ist schon richtig aber mir wuerde eine Annaeherung schon reichen. Ich muss der Einfachheit halber mal von einer Isotropen Belastung ausgehen.

Mir fehlen auch ehrlichgesagt Kenntnisse im Bereich der Analyse und Werkstoffpruefung. Mal sehn was der 3Modul-Versuch bringt.

Klar , Sicherheitsfaktor dynamisch - das wuerde schon einiges Klaeren. Danke fuer den Tipp.

Danke auch fuer den Beitrag ueber Zahnriemen das kann ich verwenden.
Vieleicht hast du oder ihr noch ein par Ideen, Tutorials oder Adressen wo ich mich ein wenig schlau machen kann ueber Simulationen dieser Art, meine Cosmos-Hilfe funktioniert leider nicht - das waere eine grosse Hilfe.

Vielen Dank fuer alles (wirklich ein sehr gutes Forum)

Gruss Friedhelm 

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Hallo Friedhelm.

1.) Schade, dass Deine Hilfe nicht funktioniert.
Das wäre mein erster Tipp gewesen.
Falls Du noch die SolidWorks-CD's bzw. die DVD hast, könntest
Du ja mal über eine Neuinstallation nachdenken ...

Wenn Du nicht installieren willst, aber etwas Aufwand
nicht scheust und Zugriff auf die Installations-CD's
hast
- brauchst Du einen Entpacker für CAB-Dateien, z.B. Winrar
- durchsuchst Du Deine Cosmos-CD nach der Datei German~2.cab
- die wird entpackt und die Dateiendungen der Dateien in .chm
  umbenannt - schon haben wir wieder die Hilfe zur Verfügung

Alternativ:
Suche über den Windows-Explorer auf Deiner Festplatte nach
"cw*.chm" (ohne die Gänsefüsschen). Starte die Dateien
per Doppelklick auf Sie im Windows-Explorer, vielleicht
funktioniert's auch so ...
Diese Suche müsste also u.A. eine Datei namens
"CWOnlineTutorial.chm" finden, das ist schon mal ein
Anfang ...

2.) unter www.cosmosm.com
findest Du bei den Demos das eine oder andere interessante.

3.) der Cosmos-Companion wird zwar leider nicht mehr gepflegt, ist aber noch online ...
Die wollen halt ein paar Angaben für Ihre Marketing-Statistik
haben, gib Sie ihnen halt, Du bist ja eh registriert ...

4.) NUR AUF EXTRA-NACHFRAGE hin rückt Dir Dein Reseller
die Cosmos Knowledge Base raus. Du musst allerdings Wartungs-
kunde sein ...
Das ist eine englische Hilfedatei mit Tipps und Tricks und
Fallbeispielen. Allerdings ist die ca. 11 MB groß.
Das geht also nur per FTP ...

5.) Auch Google ist Dein Freund. Mit den richtigen
Stichworten "stress simulation cosmos" kommt schon eine
erste interessante Liste von Treffern (teilw. mit Video)

So, falls es bei Euch genauso ein ***-Wetter wie bei uns
hat hast Du nun für das Wochenende was zu tun 

Roland   

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Hola Roland,

oh jaaa, das mit dem Wetter kommt hin, zur Zeit versinken wir hier in Madrid im Wasser - ist aber auch gut.

Also... besten dank fuer das lange Wochenende, ich werd mich mal durchwuehlen und meld mich dann wieder.

beste Gruesse
Friedhelm

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Hallo Roland,
… hab alle Hausaufgaben gemacht, die Cosmos Hilfe ist wieder da, hab ein paar Filmchen geschaut und mich eingelesen... sehr informativund gut.
Eine genaue Analyse mit Kunsstoff zu machen ist nicht so einfach es gibt eine ganze Menge zu beachten.

Allerdings brauche ich nur eine Annaeherung (fuer die Akten), weil wir sowieso Praxistests durchfuehren werden.
Also hab ich mal die drei Module (oder Glieder) mit Achsen aneinandergereiht, (Kontaktbedingungen ohne Penetration); auf der einen Seite alle Bohrungen fixiert und auf der anderen Seite in jede Bohrung eine Kraft aufgegeben.
Der Rechner braucht etwa eine halbe Stunde - und hier das Ergebnis:
Bei einem Sicherheitsfaktor 3,5 kann ich noch nicht einmal 40N auferlegen.
Und in der Praxis gibt der Hersteller bei gleichem Material und bei gleichem Teil 200N Belastungsmoeglichkeit fuer ein Fuesschen an also ca 20kg!!!

Was interpretiere ich oder mache ich falsch
Auch wenn ich mich hier oute brauche ich mal eine Erklaerung fuer Nichtversteher.

Was ich auch noch nicht herausgefunden habe wie ich nur Ergebnisse des mittleren Teils bekomme.
Geht das ueber die Werte identifikation (weiss nicht ob das auf deutsch richtig ist), sprich Punkte auf der Oberflaeche anklicken und ausgeben lassen?

uff, danke fuer jegliche Hilfe

Friedhelm

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Kettenglied.gif Kettenglied.SLDPRT.txt

Hallo Friedhelm.

Ich kann Dich ja nicht ohne Arbeit ins Wochenende ziehen
lassen ... 
Ich muss gleich sagen, dass ich kein CosmosWorks habe,
nur CosmosFloWorks und einige Erfahrungen mit Cosmos-Express.

1.) abhängig vom Material und der Belastung der Bolzen,
dürfte der Schwachpunkt der Konstruktion in den Füsschen
der Kettenglieder liegen.

2.) bei einer statischen Studie rechnet CosmosWorks Belastung
pro Knotenpunkt gegen Versagen. Also Ist-Spannung gegen
Fließgrenze, das ergibt z.B. in CWX-Express Deinen "Faktor
der statischen Sicherheit (FDS)".

3.) wie Du bereits bemerkt hast, sind Kontakte und Belast-
ungen der Schlüssel des Ganzen.
- da die Bolzen im Außendurchmesser kleiner sein müssen als
  die Löcher, haben die Bolzen, wenn die Kette gespannt ist,
  jajeweils nur eine Linienberührung (theoretisch) mit den
  Aufnahmelöchern, wie es dann allerdings mit Kontakt-
  bedingungen aussieht, kann wohl nur die Hilfe und/oder
  ein Voll-CWX-Profi beantworten
- genauso "falsch" wäre es, die Bohrungen jeweils im
  kompletten Umfang als Lager oder als Kraftangriff
  zu definieren
- die zwei Bolzen für das mittlere Glied stellen in Sachen
  Kraftangriff sicherlich Grenzfälle dar. Denn zu den
  Bohrungen haben Sie ja (theoretisch) nur Linienberührung,
  und außerdem,wenn ich in Gedanken den Bolzen entlang-
  wandere, so können sich  die im Eingriff befindlichen
  Füsschen jeweils auch nicht Null auf Null berühren,
  sondern da ist auch ein gewisses Spiel,also ein gewisser
  Abstand in Bolzenrichtung zwischen den Füsschen.

4.) wenn dich die Spannungen in der Baugruppe interessieren,
    so definiere Dir entsprechende Ebenen und wähle Sie als
    Referenz(siehe Screenshot). In der Hilfe von CWX bin ich
    im Deutschen unter dem Stichwort "Spannungsdarstellung"
    fündig geworden

5.) jetzt gibt's noch ein "Leckerli" (hoffentlich hast Du
    SWX 2007 oder neuer ...)
    Angenommen, ich wollte mal so einen Fall mit Cosmos-
    express wenigestens etwas theoretisch untersuchen, müßte
    ich folgende Vereinfachungen machen:
    - Baugruppe is nich ... es geht nur ein einzelnes
      Kettenglied
    - es geht nur Festlager
    - Linienberührung is auch nicht, ich brauch anwählbare
      Flächen

    > Der Spaß geht los ...
    - Modell gepinselt
    - Werkstoff definiert (Fließgrenze/E-Modul beachten!)
    - mittels Trennlinen (siehe Konfiguration "Standard" des
      SWX-Teiles)
      oder
      mittels minimal abgesetzter Schnitte (siehe
      Konfiguration "abgesetzt")
      Teile des Bohrungswand anwählbar machen

    > in den Linken Bohrungen die abgesetzten Flächen als
      Festlager definieren
    > in der rechten (einzelnen) Bohrung die abgesetzte
      Fläche als Angriffsfläche für die Kraft wählen
    > Werkstoff zuweisen

    > Simulation starten (evtl. Netzfeinheit erhöhen)
    > man bekommt die Statische Sicherheit heraus
    > Schnitte und diverse andere Sachen bei der Auswertung
      sind in CWX-Express nicht möglich, nur die Außen-
      ansicht des Teiles, mit evtl. Spannungsverteilung und
      FDS (Faktor der statischen Sicherheit).

Ach so:
Bitte bei der Datei "Kettenglied.SLDPRT.TXT" das .TXT weg-
löschen (der Server hier lässt im Upload nicht alle Datei-
typen zu ...). Wie gesagt, das Dateiformat ist SWX 2007.

Gruß
Roland 

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Hallo Friedhelm,

ZITAT:
Was ich auch noch nicht herausgefunden habe wie ich nur Ergebnisse des mittleren Teils bekomme.
Geht das ueber die Werte identifikation (weiss nicht ob das auf deutsch richtig ist), sprich Punkte auf der Oberflaeche anklicken und ausgeben lassen?

==> ganz einfach die nicht darzustellenden Teile ausblenden und die Ergebniswerte erneut anzeigen lassen.

Übrigens kannst Du von den ergebnissen auch eine e-drawing erstellen. Modell speichern unter.... und dort den Dateityp "edrawing" wählen.

Wenn Du diese edrawing hier ins Forum stellst, kann Dir gewiß noch besser geholfen werden.

Zu den Spannungen:
An Ecken, die wichtig sind, muß immer ein kleiner Radius modelliert werden, da rechte Winkel meist (zu) hohe Spannungen zeigen.

Gruß
Rich

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Hallo Roland,

...Freude      ich kann geholfen werden
...dat is’et – klar. Nach wenigem probieren funktionierte es.

Zunaechst mal Modell reduzieren (wie oben)- auf ein Fuesschen fuer den Kraftangriff auf einer Seite – dann Flaechen in den Bohrungen teilen, um anwaehlbare Flaechen zu erhalten (damit wenigstens annaehernd realistisches erzeugt wird), Kraft aufgeben und schon…happy.
Warum bin ich da eigentlich nicht selber drauf gekommen…hmm  )

Zitat:
- genauso "falsch" wäre es, die Bohrungen jeweils im
  kompletten Umfang als Lager oder als Kraftangriff
  zu definieren

Genau das habe ich gemacht – schaem – das war mein Fehler. Wieleicht hilft das mal jemandem wenn ich es hier erwaehne.

CosmosWorks 2007 habe ich leider nicht sondern 2006 so konnte ich deine Datei leider nicht oeffnen    aber kein Problem, hab’s auch in 2006 hinbekommen, dank deiner Hilfe.
Jetzt machen die Ergebnisse Sinn auch im Vergleich zu anderen Herstellern.

Wirklich genial deine Hilfe, nochmal besten Dank.

Kann es sein, dass die Lieferspezifikationen der Kunststoffhersteller sehr, sagen wir sehr sicherere Werte ausgeben (fast realitaetsfremd)? Ich meine die Werte sind normalerweise viel schaerfer?

Spanische Gruesse
Friedhelm 

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Auch dir vielen Dank Rich fuer die Tipps,
Hab auch die Rundungen angebracht und es funzt…

Gruss
Friedhelm

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Zitat:

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Original erstellt von f.schommer:

Kann es sein, dass die Lieferspezifikationen der Kunststoffhersteller sehr, sagen wir sehr sicherere Werte ausgeben (fast realitaetsfremd)? Ich meine die Werte sind normalerweise viel schaerfer?

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Hallo Friedhelm.

Freut mich, dass es nun soweit funktioniert.

Habe ich das richtig verstanden ?
Deine Sicherheiten sind relativ hoch ?
Nun, abgesehen, von den Näherungen, die Du durchgeführt hast,
und die natürlich eine Abweichung ergeben, gilt noch:
> Du hast die Werte für den Kunststoff nehme ich an von
  dem Hersteller des "Rohstoffes"
> der Rohstoffhersteller kann natürlich nicht dafür garan-
  tieren, was der Herr Spritzgießer so alles anstellt
  (kompliziertes Thema ...)
> der Herr Spritzgießer kann nicht dafür garantieren,
  was der Endkunde mit dem Produkt so alles anstellt
> wie die Zugfestigkeit von Stahl ermittelt wird, wissen
  wir (Zugprobe nach DIN blabla)
> ich kann mich irren, aber ich glaube, die Werte für
  Kunststoff werden komplett anders gewonnen
  Ich glaub ich habe damals auf dieser einen Homepage
  schnell wieder weggeklickt ... 

Weitere Info's z.B. hier:
Kern Gmbh

Die (kostenlose) RIWETA-CD kann ich nur wärmstens empfehlen.

Roland 

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Wusst ich's doch:
Die Sache hat irgendwo einen Haken ... :-)

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analyse1.zip

Hallo Roland,

Eben nicht, meine Sicherheiten in der Analyes sind sehr gering – zu gering. Mit der jetzigen Form machen die Werte Sinn aber wenn ich das mit einem Sicherheitsfaktor von 3,5 angehe koennten unsere Modelle nicht konkurrieren obwohl sie massiver gebaut sind. Und ich denke, ich habe alle Werte richtig eingesetzt(wie du sagtest, sind vom Datenblatt des Rohstoffherstellers).
Daher nehme ich an das sich die Kunststoffhersteller in ihren Datenblaettern absichern und Daten rausgeben die weit unter dem Moeglichen liegen.

Soviel ich weiss werden, in Bezug auf Werkstoffpruefung genau wie beim Stahl auch, Zugbroben erstellt aber anders ausgewertet.
Kunststoffe haben viskoelastisches Vervormungsverhalten und sind daher natuerlich ein Problem, jeder Hersteller von Kunsstoffprodukten zieht seine eigen Rueckschluesse auf das Verhalten seines Bauteils (so ungefaehr: wann gillt Gummi als ueberdehnt? Bis es reisst kann man wieviel noch dran ziehn?). PE zB laesst sich ziemlich lange dehnen bis es reisst; da eine Grenze mit bleibender Verformung festzulegen ist schwierig und kann nur in Langzeitversuchen (Zeitstandversuchen) ermittelt werden. Wird natuerlich gemacht, aber es bleibt immer ein Grenzbereich, ein von bis.
Es gilt zB:
Kurzzeitfestigkeit ist groesser als die Zeitstandfestigkeit und diese ist wiederum groesser als die Dauerstandfestigkeit usw…

Das sind meine Ueberlegungen aber vieleicht liege ich falsch und es gibt immer noch ein Fehler in meiner Analyse.
Die Analyseform fuer die Annaeherung (Reduzierung des Bauteils usw.) jedenfalls ist Top und so wie ich denke ein sehr guter Ansatz.

Vieleicht gebe ich mal das Model per E-drawing raus wie Rich beschrieben hat.

Und hier die

Physical Properties**
Typical Value* Unit Test Method

Melt Flow Rate (230ºC/2.16 kg) 2.4 g/10 minISO 1133
Tensile Stress at Yield 32.8 MPa ISO 527-2
Tensile Strain at Yield 9.6 % ISO 527-2
Flexural Modulus 1350 MPa
Vicat Softening Point 154 ºC
Charpy impact, notched (23ºC) 1.8 kJ/m2 ISO179/1eA
Tensile Modulus 1600 MPa ISO 527-2
Hardness, Shore D** 71 – ISO 868
Heat Deflection Temp.(0.45MPa)  86 ºC      ISO 75-2

Vielen Dank fuer alle Hilfe 

Gruss Friedhelm

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Halo Rich,

Hab das Teilchen mal oben reingestellt (vorhergehender Beitrag)

Ich vergass noch zu sagen, dass es mindestens 274N (laut Herstellerangabe) aushalten muss an einem Fuesschen, am besten mit einer Sicherheit von ca.3,5 oder 3.

Das gleiche Material (Daten gemaess Datenblatt, oben reingestellt) benutzt der Hersteller auch.

Vielen Dank 

Gruss Friedhelm

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Hallo Friedhelm,

habe mich nicht genau genug ausgedrückt:

Du solltest die ERGEBNISSE als E-drawing abspeichern, also:
rechte Taste auf Studie und "Alle darstellungen in edrawings speichern".

Und: wenn Du mit der Option "Messen ermöglichen" speicherst, kann ich die Dimensionen besser abschätzen (messen geht aber nicht in den Ergebnis-edrawings).
So gesehen wäre es also gut, auch die von Dir abgespeicherte edrawing auf die gleiche Art nochmals zu speichern, jedoch mit "Messeen ermöglichen".

Gruß
Rich

Ansonsten könntest Du natürlich auch das komplette Modell speichern (mit COSMOS-Ergebnissen).

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Analyse.zip

Uff, sorry, hab´s nicht gepeilt...

...also hier ist es, ich hoffe das ist so in Ordnung. Die gesamte Analyse liess sich leider nicht hochladen (ueber 1MB)

Gruss Friedhelm 

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