Grundlagen FEM mit Solidworks Berechnung Verstehen und anwenden

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3.5 Übungen 75 2. Ein Kurbelzapfen (C40E Vergütungsstahl) wird nach Skizze durch F = 8 kN belastet. Wie groß sind die Spannungen im Schnitt x-x (Abscherspannung vernachlässigen)? Vergleichen Sie die analytischen Werte mit den Simulationswerten. F F 100 x 51 x 120
76 4 Fachwerke Fachwerke sind Tragwerke, die aus gelenkig miteinander verbundenen Stäben bestehen. Die Gelenkpunkte, an denen die Stäbe eines Fachwerks zusammenstoßen, heißen Knoten. Bei den manuellen Berechnungsverfahren zur Bestimmung der Stabkräfte geht man von folgenden Idealisierungen aus: • Die Knoten bestehen aus reibungsfreien Gelenken. Der somit beidseitig gelenkig gelagerte Stab, kann nur eine Zug- bzw. Druckkraft übertragen und keine Momente. • Das Fachwerk wird nur über die Knoten belastet. Diese beiden Vorraussetzungen sind praktisch aber nicht erfüllbar, weil die Stäbe in Knoten verschweißt oder verschraubt sind und weil die Stäbe ein Eigengewicht besitzen. Die Untersuchung der Festigkeit und der Stabilität von Fachwerken ist ein Teilgebiet der Festigkeitslehre. Für die Stäbe eines Fachwerkes können beliebige Profile eingesetzt werden. Sie werden z. B. für Brücken, Kräne, Dachbinder und Gerüste eingesetzt. Ihr Vorteil ist der im Gegensatz zu Vollwandträgern geringere Materialaufwand und die leichtere Bauweise. Demgegenüber steht aber eine arbeitsintensivere Fertigung. In diesem Kapitel wird gezeigt, wie man mit SolidWorks Simulation die Stabkräfte eines ebenen Fachwerkes berechnen kann. 4.1 Beispiel Fachwerkberechnung Das skizzierte Fachwerk wird durch die Kräfte F 1 = F 3 =4 kN und F 2 = 8 kN belastet. Man berechne die Stabkräfte 1 bis 5 (mit Angabe von Druck- oder Zugkraft). Die Berechnungen sollen mit einer Simulation überprüft werden. III F 2 1 3 5 0 .8 m F 1 A I 2 II 4 IV F 3 B 0 .4 m F Ay 3 .5 m F By Lösung: Zuerst müssen die Lagerkräfte berechnet werden. Das Festlager A wird nur vertikal belastet. Es reichen deshalb zwei Gleichgewichtsbedingungen, um F Ay und F By zu berechnen: Fy = 0 = FAy + FBy − F1 − F2 − F3 M A = 0 = FBy ⋅3,5 m − F2 ⋅1.75 m − F3 ⋅3,5 m M. Brand, Grundlagen FEM mit SolidWorks 2010, DOI 10.1007/978-3-8348-9838-8_4, © Vieweg+Teubner Verlag |Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH 2011
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Michael Brand Grundlagen FEM mit So
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Bibliografische Information der Deu
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VI Inhaltsverzeichnis 1 Einführung
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1 1 Einführung in die Finite-Eleme
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1.1 Grundlagen der FEM-Theorie 3 De
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1.1 Grundlagen der FEM-Theorie 5 L
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1.2 Simulation mit SolidWorks Simul
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1.3 Vernetzung 13 Tetraedische Volu
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1.3 Vernetzung 15 7. Führen Sie di
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1.3 Vernetzung 17 Interpretation de
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1.4 Vergleichsspannung 19 Wir haben
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1.5 Spannungssingularitäten 21 Bei
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1.5 Spannungssingularitäten 23 b)
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7.1 Berechnungen 133 Aufgabe 4: Es
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7.2 Zeichnungen (Geometrische Abmes
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7.3 Simulation Hebelpresse als Baug
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149 8 Berechnung einer Schweißkons
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151 Das vereinfachte Modell sieht f
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153 5. Der Bolzen oben soll die bei
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155 9. Erstellen Sie nun einen Komp
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157 Wir erstellen also einen weiter
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159 Definieren Sie die Lagerkraft F
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163 Stelle 2: Befestigung Radsatz l
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165 Um das Profil-Clipping wieder a
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167 In den beiden Lagerstellen A un
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169 anklicken. Das Programm berechn
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171 Um diese Baugruppe aber noch fe
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173 2. sicherheitsrelevant, d. h. V
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175 10 Lösungen 1.6 Verständnisfr
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177 11 Literaturverzeichnis [1] May
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Sachwortverzeichnis 179 Kontaktsatz
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