Berechnung eines Scherenwagenhebers in ANSYS Angewandte Naturwissenschaften Wahlpflichtfach Finite - Element - Methode Berechnung eines Scherenwagenhebers in ANSYS Vortragender: Sven Böckamp Datum: 24.01.05

Gliederung Aufgabenstellung FE Modell Ergebnisse Zusammenfassung Berechnung eines Scherenwagenhebers Sven Böckamp Gliederung Aufgabenstellung FE Modell 2.1 Elementtyp 2.2 Elementierung 2.3 Randbedingungen Ergebnisse Zusammenfassung 2 Overhead

1. Aufgabenstellung Scherenwagenheber in ANSYS modellieren Aufgabenstellung Sven Böckamp 1. Aufgabenstellung Scherenwagenheber in ANSYS modellieren Simulieren des Belastungsverlaufs beim Aufbringen einer Kraft von 12KN. Der Wagenheber ist bei dieser Belastung auf eine Höhe von 200mm geöffnet 3 Overhead

2. FE Modell Bereich der herausgetrennt wurde FE Modell Sven Böckamp 2. FE Modell Bereich der herausgetrennt wurde 4 Overhead Schnittflächen – Ausnutzung der Symmetrie

2.1 Elementtyp Schalenelement Balkenelemente Volumenelemente FE Modell Sven Böckamp 2.1 Elementtyp Schalenelement Shell 93 (Dicke 7mm) Andruckplatte Balkenelemente Beam 188 (Durchmesser 4mm) Gelenkarm Verbindungsbolzen Spindelplatte Volumenelemente Solid 95 5 Overhead

2.2 Elementierung Bereiche mit erwartungsgemäß FE Modell Sven Böckamp 2.2 Elementierung Z Y X Bereiche mit erwartungsgemäß hoher Spannung  feiner vernetzt niedriger Spannung  gröber vernetzt Coupled DOF Ux, Uy, Uz = 0 rot x, rot z = 0 Y Z 6 Overhead X Knoten: 1384 Elementzahl: 340

2.3 Randbedingungen F = 3000N  2,87N/mm2 U-Stahl: St 37-2 FE Modell Sven Böckamp 2.3 Randbedingungen F = 3000N  2,87N/mm2 U-Stahl: St 37-2 Andruckplatte: St 50-2 Spindelplatte: St 60 E-Modul 205000N/mm2 Querkontraktion 0,3 Symmetrie 7 Overhead

Ergebnisse Sven Bäckamp In dem markierten Bereich tritt eine Spannung von 126N/mm2 auf. Die Andruckplatte wurde mit 0,2N/mm2 belastet 8 Overhead

4. Ergebnisse Wird die Andruckplatte höher belastet, kommt es Ergebnisse Sven Bäckamp 4. Ergebnisse Wird die Andruckplatte höher belastet, kommt es zu einer unzulässigen Verschiebung des Bauteils Z X Verschiebung 9 Overhead

Ergebnisse Sven Bäckamp Wird eine zusätzliche Symmetrie aufgebracht (Simulation der Gewindespindel) kann der Wagenheber korrekt berechnet werden Tatsächliche Belastung im Gelenkarm Spannungsüberhöhungen kommen durch die Balkenelemente zustande Zusätzliche Symmetrie 10 Overhead

Ergebnisse Sven Bäckamp Wird die zusätzliche Symmetrie aufgebracht kann die Gewindespindel simuliert werden Es kommt nur noch zu einer Verschiebung in Z-Richtung Z Verschiebung 11 Overhead Gewindespindel

Zusammenfassung Sven Böckamp Es kommt zu einer zu hohen Verschiebung im Bereich der Andruckplatte Fehler in der Festhaltung Änderung der Geometrie brachten keinen Erfolg Änderung der Symmetriebedingungen brachten den Erfolg Der gewählte Werkstoff hält eine Belastung von ca. 230N/mm2 aus Programmierung über Textdatei sehr hilfreich und im Alltag zu empfehlen 12 Overhead

Fragen zum Vortrag ? Berechnung eines Scherenwagenhebers Sven Böckamp 13 Overhead