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Z0008_Gehaeuse.JPG

Hallo,

ich möchte Festigkeitsberechungen an einem Gehäuse machen, was Stößen und Vibrationen ausgesetzt ist. Das Gehäuse dreht sich in der Nabe einer Windkraftanlage und soll 20 Jahre halten.
Ich arbeite mit SolidWorks 2011 und stehe vor der Entscheidung, SolidWorks Simulation zu kaufen oder mit Ansys zu arbeiten.

Hat jemand Erfahrung mit beiden Programmen? Ich vermute, dass Ansys schwieriger zu lernen und zu bedienen ist. Vielleicht bietet es aber auch mehr Funktionen? Ich bin leider Anfänger auf dem Gebiet der Festigkeitsberechnung, eine Schulung wäre wahrscheinlich für beide Programme nötig.

Auf dem Bild sieht man so ein Gehäuse, es ist eine Schweißkonstruktion aus rostfreiem Stahl.

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Hallo p8guitare,

ich habe bereits Erfahrungen mit beiden Tools und kann folgende Grundaussage machen:
mit Ansys und den entsprechenden Skills und Lizensen kannst du alles Simulieren. Braucht man aber im allgemeinen Ingenieuralltag nicht!
mit Solidwork Simulation kannst du praxisgerecht Simulieren. Allerding sind hier die viele Beschränkungen die dir aber auch das Leben einfacher machen.
Eine Schulung ist zwingend zu empfehlen!

Zu deinen Problem:
Das ist ohne weiteres mit SWS zu erledigen. Am besten bist du mit einer s.g. PSD Analyse (In SWS heist das "Zufällige Vibrationsanalyse") beraten. Allerdings benötigst du hierfür die SWS Premium Edition, diese ist aber immernoch um ein vielfaches günstiger als eine adäquate Ansyslizense.
Du kannst das ganze aber auch statisch rechnen. Hierfür gibt es in der einschlägigen Literatur Methoden (Erdbebenberechnung z.B. mit Hhilfe der statischen Koeffizienten Methode)

Als Tip:
Das Teil auf seine Eigenfrequenzen berechnen (geht bereits mit der SWS Prof.)und erstmal versuchen das Teil aus dem Erregungsbereich zu bekommen. Den wo nichts erregt wird ist die Wahrscheinlichkeit auf Dauerschwingen nicht so hoch.

Viel Spaß in der Welt der FEM 

Grüße Patrice

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icke wars nich...

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Zitat:

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Original erstellt von ecirtap:
Hallo p8guitare,

ich habe bereits Erfahrungen mit beiden Tools und kann folgende Grundaussage machen:
mit Ansys und den entsprechenden Skills und Lizensen kannst du alles Simulieren. Braucht man aber im allgemeinen Ingenieuralltag nicht!
mit Solidwork Simulation kannst du praxisgerecht Simulieren. Allerding sind hier die viele Beschränkungen die dir aber auch das Leben einfacher machen.
Eine Schulung ist zwingend zu empfehlen!

Zu deinen Problem:
Das ist ohne weiteres mit SWS zu erledigen. Am besten bist du mit einer s.g. PSD Analyse (In SWS heist das "Zufällige Vibrationsanalyse") beraten. Allerdings benötigst du hierfür die SWS Premium Edition, diese ist aber immernoch um ein vielfaches günstiger als eine adäquate Ansyslizense.
Du kannst das ganze aber auch statisch rechnen. Hierfür gibt es in der einschlägigen Literatur Methoden (Erdbebenberechnung z.B. mit Hhilfe der statischen Koeffizienten Methode)

Als Tip:
Das Teil auf seine Eigenfrequenzen berechnen (geht bereits mit der SWS Prof.)und erstmal versuchen das Teil aus dem Erregungsbereich zu bekommen. Den wo nichts erregt wird ist die Wahrscheinlichkeit auf Dauerschwingen nicht so hoch.

Viel Spaß in der Welt der FEM  

Grüße Patrice
 

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Hallo Patrice,

die Erdbebenberechnung ist auch eine interessante Idee, danke für den Tip!

Gruß,
Peter

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Hallo Peter,

Erdbeben war nur ein Beispiel für eine statische Diskretisierung deines Problems. In Wirklichkeit kannst du die Berechnungsmethoden für Erdbeben nicht verwenden, da sich diese nur auf sehr kurze Zeiträume beziehen.

Du brauchst eine Methode die einen langen Zeitraum (20Jahre) abdecket. In diesen Fall ist die erwähnte PSD Analyse die richtige Wahl. PSD steht für Power Spectral Density also Leistungsdichte.
Gerechnet wird mithier vereinfacht gesagt mit Beschleunigung, Verschiebung oder Geschwindigkeit welche als Erregung über die Lagerstellen eingeleitet wird. Abgebildet werden die Randbedingungen in einer PSD Kurve. Diese Kurve bildet die Belastung über die Frequenz ab und ist eine Korrelation zu der transienten realen Belastung.
In den meisten Fällen musst du dir aber um die Erstellung dieser PSD Kurven keine Gedanken machen, frage mal bei dem Windkraftanlagenhersteller nach. Der sollte so was haben.
Wenn du es richtig genau haben möchtest könnte man auch direkt ein transiente Analyse mit der Belastungskurve machen ist aber extrem Rechenaufwendig.

Windkraftanlage haben aber doch meistens eine Harmonische Schwingung. Wenn nur dies angenommen werden soll, gibt es noch die Möglichkeit in SWS einer Harmonischen Simulation. Hier werden als Lagerstellenbelastungen harmonische Schwingungen angenommen. Dies ist Rechentechnisch nicht so aufwendig du bekommst denke für deinen Zweck gute Aussagen.
Wenn du nun noch eine Wöhlerkurve für dein Material hast, könntest du noch eine Lebensdauer Abschätzung machen.

Und nun das Beste: das geht bereit mit der SWS Prof.

Wenn du noch Fragen hast oder Unterstützung brauchst kannst du dich auch direkt melden
patriceh@gmx.de

Viel Spaß

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icke wars nich...

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Hallo Patrice,

so eine PSD Kurve haben wir leider noch nicht von unseren Kunden bekommen. Ob die Kunden die Information nicht haben oder nicht weitergeben wollen ist nicht so ganz klar...

Wenn ich nur die Verformung (Ovalisierung) der Nabe und die Fliehkraft berücksichtige, dann ist das eine harmonische Schwingung, das würde die Sache also wesentlich vereinfachen.

Jedes mal, wenn ein Flügel am Turm vorbeigeht, verformt sich die Nabe ("Ovalisierung") wegen der veränderten Strömungsverhältnisse. Diese Information habe ich allerdings nicht von den Windkraftanlagenherstellern, sondern von einem Hersteller von Entkopplungselementen, die zwischen den Gehäusen und der Nabe sitzen. Die Entkopplungselemente sind aus Stahl und Gummi und sollen die Verformung der Nabe vom Gehäuse entkoppeln.

Die harmonische Schwingung wird durch die Stillstandszeiten der Anlage zwischendurch unterbrochen. Das ist für die Dauerfestigkeit aber wahrscheinlich nicht interessant, sondern nur die Anzahl der Schwingungen insgesamt, oder?

Aber vielleicht kann ich ja doch eine PSD Kurve von einem WKA Hersteller bekommen, das wäre eigentlich das beste.

Danke für das Unterstützungsangebot, werde ich sicher gut gebrauchen können! :-)

Grüße,
Peter

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