FEM-Berechnung Angussentformung, erste Schritte in FEM

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freecad-heini-1
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Re: FEM-Berechnung Angussentformung, erste Schritte in FEM

Postby freecad-heini-1 » Tue Mar 14, 2017 6:34 am

Hier mal eine Anguss-Spinne aus PC-ABS-Galvano (Bayblend T45 PG):
abs-galvano-weissbruch.png
abs-galvano-weissbruch.png (227.9 KiB) Viewed 192 times

Zum Einsatz kam ein Ringelflow der Firma EXAflow:
http://exaflow.de/wp-content/uploads/20 ... 7-2014.pdf
https://www.youtube.com/watch?v=fu65j9OgAuM
PC-ABS-Galvano ist spröde, man erkennt bereits Weißbruch oberhalb der Auswerfer und im gebogenen Tunnel.
Das Werkzeug läuft dennoch prozesssicher.

Kann man so etwas irgendwie in der FEM-Simulation erkennen, ich meine die kritischen Stellen?

Mein Umgang mit FEM liegt lange zurück, aber ich weiß welche Schritte nötig sind, z.B. Netz generieren, Materialeingeschaften zuweisen, Lager und Drücke bzw. Kräfte definieren, Solver auswählen, rechnen lassen, Ergebnisse auswerten. Ich bin lernwillig.
Wer zeigt mir was ich tun muss?

Vor 2 Jahren rechnete ich aus Spaß einen Kolben mit Z88-Aurora. Dazu gab es eine hervorragende Anleitung der ich nur zu folgen brauchte:
https://www.youtube.com/watch?v=BfJUgJ93RGQ
Ich nahm verschiedene Werkstoffe und verglich die Ergebnisse.

Die Ergebnisse müssen nicht gerichtsverwertbar sein, sie dienen als Hilfe für den technischen Support um praktische Erfahrungen zu untermauern.
tille
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Re: FEM-Berechnung Angussentformung, erste Schritte in FEM

Postby tille » Tue Mar 14, 2017 9:04 pm

Hallo,
um eine genaue Simulation zu machen ist der Aufwand zu groß, wenns nur um das Bestätigen von Erfahrungen geht... man müsste eine transiente Simulation der Temperaturen in dem Teil machen, die den thermomechanischen Input für eine nichtlineare mechanische Analyse mit reibungsbehaftetem Kontakt und Temperaturabhängigem Materialverhalten liefert. Allein die Materialdaten zu bekommen dürfte schwierig werden und man bräuchte ein teures Programm wie Ansys, Abacus, Comsol...
Das, was dir eine lineare Analyse in FreeCad in dem Fall bietet, sieht man ja eigentlich schon an den Weissbruchstellen in dem Bild von der Angussspinne. Wenn der Maßstab stimmt, dann hat das Modell mit dem Trapezförmigen Gusskanal ein höheres Widerstandsmoment (größere Querschnittsfläche) und wird auch eher brechen wegen der scharfen Kanten und der höheren Steifigkeit.
Einführungen in FreeCAD FEM gibts z.B. hier: https://www.youtube.com/watch?v=j3UBHW_ ... e=youtu.be
https://www.youtube.com/watch?v=2N-oPw1YuXM
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bernd
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Re: FEM-Berechnung Angussentformung, erste Schritte in FEM

Postby bernd » Tue Mar 14, 2017 9:19 pm

tille wrote:... man müsste eine transiente Simulation der Temperaturen in dem Teil machen, die den thermomechanischen Input für eine nichtlineare mechanische Analyse mit reibungsbehaftetem Kontakt und Temperaturabhängigem Materialverhalten liefert ... man bräuchte ein teures Programm wie Ansys, Abacus, Comsol ...
Naja CalculiX ist schon in der lage das zu berechnen. FreeCAD unterstützt leider noch nicht alle diese Funktionen im zusammenspiel mit CalculiX ...

Aber in bezug aif den aufwand muss ich dir vollkommen recht geben.

bernd
freecad-heini-1
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Re: FEM-Berechnung Angussentformung, erste Schritte in FEM

Postby freecad-heini-1 » Tue Mar 14, 2017 9:48 pm

Hallo tille, vielen Dank für die Antwort,
tille wrote:Hallo,
um eine genaue Simulation zu machen ist der Aufwand zu groß, wenns nur um das Bestätigen von Erfahrungen geht... man müsste eine transiente Simulation der Temperaturen in dem Teil machen, die den thermomechanischen Input für eine nichtlineare mechanische Analyse mit reibungsbehaftetem Kontakt und Temperaturabhängigem Materialverhalten liefert.
Die Simulation der Temperaturen erachte ich als vernachlässigbar. Ein PE, PP, POM kann man auch in kaltem Zustand (20°C) noch gut biegen, ohne Bruch.
Ohne reibungsbehafteten Kontakt wird man das Entformen wohl kaum darstellen können.
tille wrote:Allein die Materialdaten zu bekommen dürfte schwierig werden ...
Mir würde ein PE, PET, POM, PP oder ähnlicher Kunststoff reichen. In Z88 Aurora findet mal solche Materialdaten in der Standard-Bibliothek.
tille wrote:Das, was dir eine lineare Analyse in FreeCad in dem Fall bietet, sieht man ja eigentlich schon an den Weissbruchstellen in dem Bild von der Angussspinne.
Sehr gut!
tille wrote:Wenn der Maßstab stimmt, dann hat das Modell mit dem Trapezförmigen Gusskanal ein höheres Widerstandsmoment (größere Querschnittsfläche) und wird auch eher brechen wegen der scharfen Kanten und der höheren Steifigkeit.
Genau so verhält es sich auch in der Praxis. Manche benötigen bunte akademische Bilder um das zu verstehen, deswegen möchte ich gerne eine Simulation um die beiden Varianten vergleichen zu können.

Vielen Dank ich werde versuchen erste Schritte mit FEM in Freecad zu gehen.
joha2
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Re: FEM-Berechnung Angussentformung, erste Schritte in FEM

Postby joha2 » Fri Mar 24, 2017 7:00 pm

Auch auf die Gefahr hin, jetzt etwas off-topic zu sein: Als das Thema Bruchmechanik aufkam, kam mir folgendes FEM-Programm in den Sinn: http://www.impact-fem.org/ Es ist wohl open-source und auch fuer die Simulation von Abformung geeignet. Ich hab aber nur kurz durch die Tutorials gescrollt und keine Erfahrung damit. Vermutlich wird man fuer eine genaue Simulation nicht drum rum kommen, da viel Zeit in die Einarbeitung und Umsetzung zu investieren. Das ist nix, was man in 2 Stunden lernen kann. :(

Uebrigens ist die Implementierung eines FreeCAD-Interfaces zu einem Solver (wie der vorgenannte) die beste Moeglichkeit, sich in ein FEM-Programm einzuarbeiten :D :D :mrgreen:

Viele Gruesze
Johannes
freecad-heini-1
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Re: FEM-Berechnung Angussentformung, erste Schritte in FEM

Postby freecad-heini-1 » Sun Mar 26, 2017 5:54 pm

Vielen Dank Johannes.
Hab mich etwas eingelesen. Das erfordert sicher viel Einarbeitung.