Schweißverbindung

[fem]

Guten Tag liebe Kollegen

Ich habe noch nicht so viel Erfahrung mit RFem, aber mich interessiert folgende Frage:
Kann man flächig aufgelagerte Stahlplatten, die nur am Rand umlaufend mit dem Untergrund verschweißt sind, modellieren und wenn ja wie?
Außerdem interessiert mich, ob man verschraubte Kopfplatten modellieren kann?
Macht das überhaubt Sinn oder ist der Zeitaufwand zu groß?

Vielen Dank im Vorraus
Frank Eska-Meixner (fem)

[Frank Faulstich]

AW: Schweißverbindung

[...]
Kann man flächig aufgelagerte Stahlplatten, die nur am Rand umlaufend mit dem Untergrund verschweißt sind, modellieren und wenn ja wie?

Die Platte kann man elastisch betten und die Randlinie mit einem Linienlager versehen. Die elastische Bettung kann mit Ausfall bei Zug definiert werden. Beispiel:

https://www.dlubal.de/forums/attachm...1&d=1159514269

Außerdem interessiert mich, ob man verschraubte Kopfplatten modellieren kann?

Ja:

https://www.dlubal.de/forums/attachm...1&d=1159529468

Ein paar Hinweise dazu:

Die beiden Platten werden als Flächenelemente modelliert. Zwischen den Platten wird ein Volumen erzeugt, das die Eigenschaft "Kontakt" erhält. Das Volumen wird beim Kopieren der Kopfplatte erzeugt. Unter [Weitere Detaileinstellungen...] im Kopieren-Dialog kann das automatische Erzeugen von Verbindungsvolumen eingestellt werden.
Wichtig ist, dass die erste Kopfplatte vor dem Kopieren bereits Öffnungen für die Schrauben hat.
Die Schrauben sind als Stabelemente modelliert. Diese sind mit "starren" Flächen an den Rand der Schraubenlöcher angeschlossen. Die Schrauben können in einem Lastfall vorgespannt werden. Dabei ist zu beachten, dass Vorspannung in RSTAB/RFEM wie eine Temperaturlast wirkt.

Bei Interesse kann ich das Vorgehen noch etwas detailierter beschreiben

Macht das überhaubt Sinn oder ist der Zeitaufwand zu groß?

Für den Standardfall macht das kein Sinn. Die Verbindungen aus den DASt-Ringbuch oder Verbindungen, die mit RAHMECK oder STIRNPL gerechnet sind, sind wirtschaftlicher, weil mit der Plastizierung des Werkstoffes gerechnet wird. Das lässt sich mit einem RFEM-Modell nicht nachbilden.
Sinn mach die Modellierung in RFEM zum Beispiel bei zweiachsiger Biegung, wenn etwas anderes als I-Profile verbunden werden sollen oder bei einer besonderen Schraubenanordnung.
Wenn man alle Möglichkeiten kennt, die RFEM bietet, dann hält sich der Zeitaufwand sehr in Grenzen. Es hängt natürlich auch davon ab, wie kompliziert der Anschluss ist.

Viele Grüße

Frank Faulstich

[fem]

AW: Schweißverbindung

Herr Faulstich, Danke für die schnelle Hilfe.
Für detailiertere Beschreibungen wäre ich dankbar.
Bitte fügen Sie noch einmal das richtige Bild zu Punkt zwei hinzu.
mfG
Frank Eska-Meixner

[fem]

AW: Schweißverbindung

Hallo, ich hätte da noch eine Frage.

In welcher Größenordnung sind die elastischen Bettungen für Beton und Stahl als Untergrund anzusetzen? Gibt es eine vergleichsweise einfache Methode die Werte zur elastischen Bettung abzuschätzen?

Vielen Dank im Voraus
Frank Eska-Meixner

[Frank Faulstich]

AW: Schweißverbindung

In welcher Größenordnung sind die elastischen Bettungen für Beton und Stahl als Untergrund anzusetzen? Gibt es eine vergleichsweise einfache Methode die Werte zur elastischen Bettung abzuschätzen?

Hinweise zur Bettung Stahl auf Beton sind nur sehr wenige zu finden. Ein paar Anhaltswerte sind im Petersen, Stahlbau [1] zu finden. Dort geht es um die Berechnung einer eingespannten Stütze als elastisch gebetteter Stab. Es wird ein Bereich von 200 kN/cm³ bis 1000 kN/cm³ angegeben. Es wird eine Parameterstudie mit verschieden Bettungszahlen durchgeführt.
Bei sehr großen Bettungszahlen kann es zu numerischen Problemen kommen. Die äußern darin, dass der Solver eine Instabilitätsmeldung ausgibt.

Viele Grüße

Frank Faulstich


[1] Petersen, Stahlbau, Grundlagen der Berechnung und baulichen Ausbildung, 3. Auflage,Vieweg&Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig/Wiesbaden
Kapitel 12.4.4 Köcherfundamente, S. 609

[Joerg Sando]

AW: Schweißverbindung - Nur bis 200 kN/cm3

Habe gestern eine Ankerplatte berechnet und bin darauf gestoßen, daß RFM nur eine Bettung < 200 kN/cm3 akzeptiert Bei höheren Bettungen erscheint Fehler Nr. 802.
Gewählt habe ich dann eine Bettung von nur 2 kN/cm3 um eine vernünftige Kontaktpressung bei der relativ geringen Belastung zu erhalten. Bin der Auffassung, daß Federn und Bettungen iterativ so weich gewählt werden können bis vernünftige Verformungen und Kontaktspannungen entstehen. Linear elastisch zu rechnen ist eben auch nur ein Modell... und Material ist schlau, vielleicht schlauer als wir

[Elby]

AW: Schweißverbindung

Ein paar Hinweise dazu:

Die beiden Platten werden als Flächenelemente modelliert. Zwischen den Platten wird ein Volumen erzeugt, das die Eigenschaft "Kontakt" erhält. Das Volumen wird beim Kopieren der Kopfplatte erzeugt. Unter [Weitere Detaileinstellungen...] im Kopieren-Dialog kann das automatische Erzeugen von Verbindungsvolumen eingestellt werden.
Wichtig ist, dass die erste Kopfplatte vor dem Kopieren bereits Öffnungen für die Schrauben hat.

Hallo Herr Faulstich,
ich habe gerade versucht eine Platte mit Bohrung zu kopieren (Fläche selektiert) und ein Volumen zu erzeugen leider wird das Loch nicht mit kopiert!

Gruß Elby

[Frank Faulstich]

AW: Schweißverbindung

ich habe gerade versucht eine Platte mit Bohrung zu kopieren (Fläche selektiert) und ein Volumen zu erzeugen leider wird das Loch nicht mit kopiert!

Es reicht nicht, nur die Fläche zu selektieren. Auch die Kreislinie und die Öffnung (Strichlinie) muss gelb sein. Dann sollte es funktionieren.

Viele Grüße

Frank Faulstich

[Artur Condor]

AW: Schweißverbindung

F&#252;r den Standardfall macht das kein Sinn. Die Verbindungen aus den DASt-Ringbuch oder Verbindungen, die mit RAHMECK oder STIRNPL gerechnet sind, sind wirtschaftlicher, weil mit der Plastizierung des Werkstoffes gerechnet wird. Das l&#228;sst sich mit einem RFEM-Modell nicht nachbilden.

Viele Gr&#252;&#223;e

Frank Faulstich

Das stimmt so nicht. ANSYS kann plastizieren lassen. Allerdings nicht in der Preisklasse von RFEM.

[Frank Faulstich]

AW: Schweißverbindung

Das stimmt so nicht. ANSYS kann plastizieren lassen. Allerdings nicht in der Preisklasse von RFEM.

Deswegen habe ich auch _R_FEM-Modell und nicht FEM-Modell geschrieben ;-)
Grundsätzlich lässt sich soetwas schon mit FEM abbilden aber RFEM kann das (noch) nicht.

Viele Grüße

Frank Faulstich

[fem]

AW: Schweißverbindung

Hallo an Alle

Gibt es eigentlich eine praktikable Möglichkeit den Spannungs- bzw. Einzugsbereich abzuschätzen, der sich durch Plastifizierung abbauen lässt; natürlich ohne Verlust der Tragfähigkeit. In meinem Beispiel habe ich Spannungsspitzen im Bereich von Schweißverbindungen von 150-500% der zulässigen Spannungen.

mfG
fem

[Joerg Sando]

AW: Schweißverbindung

Hallo fem,

bei Spannungs&#252;berschreitungen in dieser Gr&#246;&#223;enordnung ist nach meiner Erfahrung die Konstruktion &#252;berfordert - also verst&#228;rken. Hilfreich ist dabei das Verformungsbild. Es ist ja leicht m&#246;glich iterativ z. B. Rippen anzuordnen oder das Material dicker zu w&#228;hlen. Vielleicht ist auch das Rechenmodell etwas ungl&#252;cklich und ber&#252;cksichtigt Teile nicht, die wie eine Rippe wirken (immer Profile in einer gewissen L&#228;nge von ca. 20 cm mit modellieren).
Wenn man es sp&#228;ter hinbekommen hat, ist dann auch klar was anfangs falsch war

Gru&#223; aus Weimar
J&#246;rg Sando

[Elby]

AW: Schweißverbindung

Deswegen habe ich auch _R_FEM-Modell und nicht FEM-Modell geschrieben ;-)
Grundsätzlich lässt sich soetwas schon mit FEM abbilden aber RFEM kann das (noch) nicht.

Viele Grüße

Frank Faulstich

Hallo Herr Faulstich,

wann ist denn endlich damit zu rechnen, dass RFEM auch plastisch rechnen kann?

Es ist schon lästig jedesmal das Modell in einem anderen FE-Programm aufzubauen, nur weil man das plastische ausnützen will!

Kleiner Hinweis: Es muss nicht immer Ansys sein, es gibt auch Software wie Strauss 7 (Strand7) die da Preislich locker mithält !

Eigentlich können das fast alle FE-Programme, die ich so kenne (NASTRAN, SAMCEF-FIELD, ABAQUS, COSMOS WORKS....) Tja, wird schwerer die aufzuzählen, die es nicht können

Gruß Elby

[Elby]

AW: Schweißverbindung

Hallo fem,

bei Spannungsüberschreitungen in dieser Größenordnung ist nach meiner Erfahrung die Konstruktion überfordert - also verstärken. Hilfreich ist dabei das Verformungsbild. Es ist ja leicht möglich iterativ z. B. Rippen anzuordnen oder das Material dicker zu wählen. Vielleicht ist auch das Rechenmodell etwas unglücklich und berücksichtigt Teile nicht, die wie eine Rippe wirken (immer Profile in einer gewissen Länge von ca. 20 cm mit modellieren).
Wenn man es später hinbekommen hat, ist dann auch klar was anfangs falsch war

Gruß aus Weimar
Jörg Sando

Hallo Jörg,

es kommt aber immer darauf an wie groß der Bereich ist. Ich hatte gerade so nen Fall, da ist das örtlich an einer Kontaktstelle und da hilft sich das Material schon selber. Da ist es dann gut, wenn man die Möglichkeit hat, das ganze plastizieren zu lassen und einfach mal 3-fach Last draufzugeben um zu sehn, ob es einen Versuch überstehen würde und dann wieder entlasten um die bleibenden Verformungen zu sehn und die Größe der plastischen Bereiche!

Gruß Elby

[kampfstern]

AW: Schweißverbindung

Die Schrauben sind als Stabelemente modelliert. Diese sind mit "starren" Flächen an den Rand der Schraubenlöcher angeschlossen. Die Schrauben können in einem Lastfall vorgespannt werden. Dabei ist zu beachten, dass Vorspannung in RSTAB/RFEM wie eine Temperaturlast wirkt.

Hallo Herr Faulstich,
könnten Sie bitte genauer erklären, wie das Verbinden der Stabelemente mit dem Rand der Schraubenlöcher funktioniert?
LG kampfstern