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Blechdurchbiegung.png

Hallo zusammen,

ich bin auf der Suche nach einem Programm/ einer Methode mit dem ich die Verformung eines 100 mm breiten und 0,5 mm dicken Feder-Blechs 2-dimensional berechnen kann.
Im Moment habe ich das starke Gefühl mit Kanonen auf Spatzen zu schießen.

Ich kenne mich wenig mit FEM aus und habe den vorliegenden Fall einfach mit Solidworks simuliert.
Ich bin wie folgt vorgegangen:
- Teilen des Blechs in der Mitte, weil es eh symmetrisch ist
- als Randbedingung die untere Kante fixieren
- 2 Klötze definieren, die das Blech nicht durchdringen darf
- das Blech vernetzen (Schieber in mittlerer Stellung)
- Kraft am obersten Schenkel aufbringen
- Berechnung durchführen.

wie zu erwarten sagt Solidworks dass die Verformungen sehr hoch sind und das entsprechend berechnen muss, was ich akzeptiere.
Je nach dem wie ich das Blech designt habe funktioniert es entweder oder die Berechnung bricht ab, generell dauert sie recht lange.
Wenn es funktioniert, sind die Ergebnisse sehr brauchbar (habe sie mit der Realität verglichen).

Wie würde man in dem Fall am sinnvollsten vorgehen? Rein aus der Sicht der technischen Mechanik ist es ja ein Biegebalken, der als Besonderheit sehr stark verformt wird. Der Balken darf 2 Punkte nicht durchdringen und muss sich an ihnen abstützen sobald er sie berührt.

Mir geht es nicht darum die Spannung zu berechnen sondern nur darum herauszufinden wie am Ende die Biegelinie aussieht. Deshalb trage ich immer eine übertrieben hohe Kraft an so dass die beiden Abstützpnkte auf jeden Fall erreicht werden.

Beste Grüße

Cziffra

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Hallo , ist dir bewußt , daß Du hier im Bereich der Großen Verformung / Verschiebung arbeitest ? 
Das geht nur iterativ und dauert etwas länger.  So lange Du im elastischen Bereich des Materials bleibst , ist es noch einfach.
MIt nicht linearem Spannungs / Dehnungsverhalten wird es schon schwieriger. Da steigt SWX Simulation gerne aus.  Hast Du eine entsprechende Kurve eingegeben ?
Ist der Balken gerade ?
Hast Du das mit Flächen oder als Festkörper berechnet ?
Das kannst Du auch rein 2 dimensional rechnen.  Mit SWXX Simulation geht das schon.

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Klaus

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Hi,

ja das ist mir an sich schon bewusst. Ich bleibe im elastischen Bereich des Materials.
Das Spannungs-/Dehnungsverhalten ist linear, E-Modul ca 185 MPa.
Der Balken ist 0,5 mm dick und an mehreren Stellen gekantet.
Die Frage mit Flächen oder Festkörper verstehe ich nicht. Habe Volumenkörper verwendet oder meinst Du was anderes?

beste Grüße

Cziffra

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Wenn du in der Dicke nur 1 Element hast, ist das bei so großer Verschiebung
nicht so optimal. 
SWX Simulation kennt im wesentlichen nur 2 Elemente, Flächen und Tetraeder.
Hat du große Verformung eingestellt.

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Klaus

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" Deshalb trage ich immer eine übertrieben hohe Kraft an so dass die beiden Abstützpnkte auf jeden Fall erreicht werden. "
Das ist nicht sinnvoll.
Die höchste Spannung bekommst du dann an falschen Stellen angezeigt.
Du kannst die Spannungen auch micht mehr einer Farbe zuordnen und es sieht sehr laienhaft aus. 
Auch die Reaktionskräfte ergeben dann keinen Sinn.

Zu große Verformungen mag Simulation auch nicht.  Die Anlageklötze Starr machen vereinfacht die Rechnerei auch. 
Die globalen Kontaksätze rausnehmen und Kontake einzeln definieren. 
Eventuell die Kontaktflächen im Part mit Trennlinie auf das Nötigie verkleinern.
Klaus

[Diese Nachricht wurde von N.Lesch am 17. Aug. 2023 editiert.]

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SWX_Sim_Blech_gebog.PNG SWX_Sim_Blech_gebog_2.PNG

Hatte auch Probleme, nachdem ich die Zielfläche verkleinerte ging die Rechnung fast problemlos durch.
Die Anschlagklötze sind starr um den Rechenaufwand zu verringern.
Vermutlich ist der große Bogen bei Dir eine Fläche.

Flächenelemente bekam ich auch nicht rein.

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Klaus

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Hi,

vielen Dank für die ausführlichen Antworten, die Simulation in 2D habe ich jetzt mittlerweile gemacht.
Geht zwar sekundenschnell aber ist meiner Ansicht nach ziemlich unbrauchbar, weil man in der 2D-Vereinfachung die Option zur Berechnung großer Verformungen abschalten muss und das Blech übertrieben in die Länge gezogen wird.
Die Eingrenzung der Kontaktfläche  war eine gute Idee. Klötze habe ich starr gemacht, guter Hinweis. Zwar sind die in der Realität aus Schaumstoff, Grundsätzlich reicht mir das aber als Näherung.
Ich habe jetzt keine Kraft mehr vorgegeben, welche das Blech an den oberen Klotz drückt sondern eine Verschiebung bishin zu diesem Klotz. So gehts auch auch und macht meiner Meinung nach mehr Sinn.
Die Berechnung dauert 5:30 Minuten, das ist für mich vollkommen OK. Bei 2:20 Minuten kam folgende Fehlermeldung die ich zunächst mit "Ja" bestätigt habe:
"Der Solver hat plötzlich den Kontakt verloren, was zu einem schlechten Ergebnis führen kann. Neustarten?"
Was genau mit "den Kontakt verloren" gemeint ist, verstehe ich nicht. Wenn ich mit "Nein" antworte dauert die Berechnung etwa 4 Minuten und das Ergebnis ist fast identisch...

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