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Übung 4 – Vorbau

Im vierten Beispiel betrachten wir einen aktuell im bikelab laufenden Dauerversuch an einem Vorbau.

Vorbau

Gegeben

Material

Aluminium

  • Elastizitätsmodul: \(E = 70\,\text{GPa}\)
  • Querkontraktionszahl: \(\nu = 0{,}34\)

Geometrie

Folgende Geometrie ist gegeben:

Geometrie: Uebung-04-Vorbau.scdoc

Vernetzung

  • Verwenden Sie eine konvergierte Netzgröße im Bereich der maximalen Spannung.

Randbedingungen

Lagerung:

Einspannung
  • Im Bereich, in dem normalerweise der Gabelschaft angreift, soll der Vorbau fest eingespannt sein.

Belastung:

Kraft Angriffsfläche
Kraft Abstand in y-Richtung
Kraft Abstände in y- und z-Richtung
  • Es greifen zwei Kräfte im markierten Bereich an, die in negativer \(y\)-Richtung einen Abstand von \(120\,\text{mm}\) besitzen und in \(z\)-Richtung vom Nullpunkt jeweils \(220\,\text{mm}\) entfernt sind.
    Der Kraftvektor zeigt in negative \(x\)-Richtung mit einem Betrag von \(600\,\text{N}\).

Aufgabenstellung

Berechnen Sie die maximale Verformung und die maximale von-Mises-Vergleichsspannung für das Bauteil mit einem konvergierten Netz.

Hinweise

  • Mit dem Split-Tool können Sie den Bereich, in dem Sie das Netz verfeinern, etwas kleiner machen.
  • Achten Sie darauf, dass die Bereiche, in denen sich normalerweise der Gabelschaft befindet (Bereich der festen Einspannung) und in denen der Lenker angreift (Kraftangriffsfläche), insgesamt steif genug sind – so, wie es im realen Aufbau mit eingebautem Gabelschaft und Lenker der Fall wäre.
    Schalten Sie ggf. bei den Remote Forces die Verformung (Deformation) aus.

Gesucht

Berechnen Sie die folgenden Größen:

Die maximale Durchbiegung \(u_{\max}\) in mm

Die maximale von-Mises-Vergleichsspannung \(\sigma_\text{von Mises}\) in MPa

🎯 Lösung
Netz: global 1 mm, im Bereich des Spannungsmaximums: 0,25 mm
1 mm: 162,58 MPa
0,5 mm: 161,58 MPa
0,25 mm: 161,48 MPa
0,1 mm: 161,96 MPa
Spannung 0,25 mm Vernetzung
Spannung für 0,25 mm Vernetzung