Virtuele Verificatie
Les 1
Inleiding
Eigenschappen 3D feature: Evaluate -> Mass properties
Eigenschappen 2D feature: Evaluate -> Section properties (kiezen voor mm: options
-> document properties)
Surface area, COM, Volume telkens controleren handmatig
o Create COM feature
o Volume berekenen: merge afzetten => 2 solid bodies => mass properties =>
body properties OF via intersect => isolate (beter)
Belastingsgevallen (static)
- Trek
- Druk
- Knik
- Afschuiving
- Buiging
- Wringing
! FOS
Vloeigrens (0,2% rekgrens)
Materiaal vervormt sterk (plastisch)/breuk > mag niet optreden > veiligheidsfactor
Controle
Telkens ook manueel berekenen (Componenten)
Krachten meestal combinatie van buiging en wringing => equivalent
moment/spanning
2 3 2
Mi = Mb + 4 ∗ Mw
2 2
σi = σb + 3 ∗ τw < σtoel.
,
,Von Mises
Onderdeel zal falen wanneer tot. hoeveelheid energie die nodig is om onderdeel te
vervormen, groter of gelijk is aan energie die het materiaalvloeien veroorzaakt
Handig: kan direct vergeleken worden met toelaatbare spanningen uit trekproef
zoals vloeigrens/treksterkte
*Stijfheid K = (E*A)/L
=> In Solidworks-berekeningen zullen onderdelen/features die geen invloed hebben op
sterkte en stijfheid surpressed moeten worden/configuration zonder deze
+ Interference detection heel belangrijk
Les 2
General analysis
Static:
- Verplaatsingen tgv belastingen relatief klein (< 5-10% vd grootste afmeting vh
onderdeel)
- Gebruik lineaire materialen (wet v/ hooke volgen): metalen, KSen
Niet rubbers, hout, carbon, glas
Dynamic:
Belast met frequentie (komt overeen met eigen frequentie): grote spanningen en
verplaatsingen
o Resonantie: ontstaat als een systeem wordt aangestoten met een frequentie
die gelijk is aan één van de eigenfrequentie
Hoe groter de massa, hoe lager de eigenfrequentie
Hoe groter de stijfheid van het onderdeel, hoe hoger eigenfrequentie
Onderdelen v/ metaal hebben kleine interne demping: dus sterkere
resonantie dan bv. hout.
, Bereken alleen onderdelen op resonantie die zwaar zijn en een lage
aanslagfrequentie hebben of licht en stijf zijn bij een hoge frequentie
(de aanslagfrequentie komt van buitenaf op de constructie, bijv. door
motoren, windvlagen, onbalans etc).
Bij elke frequentie zal model specifieke vervorming krijgen: Mode Shapes
Eigenfrequentie: dynamische analyse (alleen eerste 5 frequenties berekend)
Regel: altijd 10% boven en onder een resonantiefrequentie te blijven
Dus wanneer een motor in een apparaat met een toerental van 500
rpm draait dan mag er geen resonantiefrequentie zijn tussen 450 en
550 rpm
a) Topology study
Om onderdelen naar vorm te optimaliseren rekening houdend met bv. max. stijfheid
gecombineerd met min. eigenmassa -> ! geen reserve materiaal
b) Design study
Zo optimaal mogelijk onderdeel ontwerpen dmv een iteratie vd parameters in
sketches/features
c) Buckling analysis (knik)
Vervorming wanneer axiale belasting te groot is tov lengte en normaaldoorsnede -> slanke
onderdelen
=> Aparte berekening !
> alleen LoadFactor berekend (zonder FOS)
d) Fatigue (vermoeiing)
Bezwijking roterende delen, bouten, etc. -> berekening kijkt enkel naar het # cycli (niet
temp., pH, opp. afwerking)
e) Non-linear materials => Contact analyse (Hertz spanning)
Bepalen wat er op contactvlakken van elkaar overlappende onderdelen gebeurd
> lagers, tandwielen, etc.
, f) Linear dynamic
- Static: belasting langzaam aangebracht (zonder versnelling) en blijft erna constant
> snelheid en versnelling = 0, traagheids- en dempingskrachten = 0
- Dynamic: krachten niet altijd voorzichtig aangebracht, varieren in tijd
> traagheids- en dempingeffecten mee verwerkt
Specialized simulation
a) Sub Modelling: nauwkeuriger resultaat op enkele plaatsen in assembly > lokaal
fijnere mesh
b) Drop test: spanningen bij vallen
Grootheden in berekening
Stress (o.a. Von Mises-spanning) (N/mm2)
- Chart options > max annotation (rode kleur)
- Vergelijken met vloeispanning, rekening houdend met FOS -> willen dat deze lager is
dan vloeispanning (niet altijd mogelijk)
- Resultaten per onderdeel bekijken > edit definition > advanced options > selected
entities (elk part mag maar uit 1 body bestaan)
Displacement (doorbuiging) (mm)
- Is de resulterende vervorming (x, y, z) -> in 1 richting > edit definition > UX/UY/UZ
Strain (rek = verhouding tussen de vervormde lengte en de oorspronkelijke)
Deformation (vervorming van het lichaam, alleen visueel)
Designcheck (bepaling van FOS; quotiënt vd vloeispanning tov de Von Mises spanning;
zorg ervoor dat de FOS altijd groter is dan 1, zeker in de kritische gebieden +
veiligheidsfactor
Min. 1.2-1.25, in veel berekeningen zul je zelf een FOS moeten vastleggen > bepaald
door het gevolg van eventueel falen
o Niet vermenigvuldigen met kracht
- Results > define FOS > all/selected bodies > min annotation
- Manueel: Yield stress/Von Mises Stress
=> ASSEMBLY MOET PERFECT IN ORDE ZIJN (PARTS VEREENVOUDIGD VOOR REKENTIJD)
> OOK FEATURE SUPPRESSING
Les 1
Inleiding
Eigenschappen 3D feature: Evaluate -> Mass properties
Eigenschappen 2D feature: Evaluate -> Section properties (kiezen voor mm: options
-> document properties)
Surface area, COM, Volume telkens controleren handmatig
o Create COM feature
o Volume berekenen: merge afzetten => 2 solid bodies => mass properties =>
body properties OF via intersect => isolate (beter)
Belastingsgevallen (static)
- Trek
- Druk
- Knik
- Afschuiving
- Buiging
- Wringing
! FOS
Vloeigrens (0,2% rekgrens)
Materiaal vervormt sterk (plastisch)/breuk > mag niet optreden > veiligheidsfactor
Controle
Telkens ook manueel berekenen (Componenten)
Krachten meestal combinatie van buiging en wringing => equivalent
moment/spanning
2 3 2
Mi = Mb + 4 ∗ Mw
2 2
σi = σb + 3 ∗ τw < σtoel.
,
,Von Mises
Onderdeel zal falen wanneer tot. hoeveelheid energie die nodig is om onderdeel te
vervormen, groter of gelijk is aan energie die het materiaalvloeien veroorzaakt
Handig: kan direct vergeleken worden met toelaatbare spanningen uit trekproef
zoals vloeigrens/treksterkte
*Stijfheid K = (E*A)/L
=> In Solidworks-berekeningen zullen onderdelen/features die geen invloed hebben op
sterkte en stijfheid surpressed moeten worden/configuration zonder deze
+ Interference detection heel belangrijk
Les 2
General analysis
Static:
- Verplaatsingen tgv belastingen relatief klein (< 5-10% vd grootste afmeting vh
onderdeel)
- Gebruik lineaire materialen (wet v/ hooke volgen): metalen, KSen
Niet rubbers, hout, carbon, glas
Dynamic:
Belast met frequentie (komt overeen met eigen frequentie): grote spanningen en
verplaatsingen
o Resonantie: ontstaat als een systeem wordt aangestoten met een frequentie
die gelijk is aan één van de eigenfrequentie
Hoe groter de massa, hoe lager de eigenfrequentie
Hoe groter de stijfheid van het onderdeel, hoe hoger eigenfrequentie
Onderdelen v/ metaal hebben kleine interne demping: dus sterkere
resonantie dan bv. hout.
, Bereken alleen onderdelen op resonantie die zwaar zijn en een lage
aanslagfrequentie hebben of licht en stijf zijn bij een hoge frequentie
(de aanslagfrequentie komt van buitenaf op de constructie, bijv. door
motoren, windvlagen, onbalans etc).
Bij elke frequentie zal model specifieke vervorming krijgen: Mode Shapes
Eigenfrequentie: dynamische analyse (alleen eerste 5 frequenties berekend)
Regel: altijd 10% boven en onder een resonantiefrequentie te blijven
Dus wanneer een motor in een apparaat met een toerental van 500
rpm draait dan mag er geen resonantiefrequentie zijn tussen 450 en
550 rpm
a) Topology study
Om onderdelen naar vorm te optimaliseren rekening houdend met bv. max. stijfheid
gecombineerd met min. eigenmassa -> ! geen reserve materiaal
b) Design study
Zo optimaal mogelijk onderdeel ontwerpen dmv een iteratie vd parameters in
sketches/features
c) Buckling analysis (knik)
Vervorming wanneer axiale belasting te groot is tov lengte en normaaldoorsnede -> slanke
onderdelen
=> Aparte berekening !
> alleen LoadFactor berekend (zonder FOS)
d) Fatigue (vermoeiing)
Bezwijking roterende delen, bouten, etc. -> berekening kijkt enkel naar het # cycli (niet
temp., pH, opp. afwerking)
e) Non-linear materials => Contact analyse (Hertz spanning)
Bepalen wat er op contactvlakken van elkaar overlappende onderdelen gebeurd
> lagers, tandwielen, etc.
, f) Linear dynamic
- Static: belasting langzaam aangebracht (zonder versnelling) en blijft erna constant
> snelheid en versnelling = 0, traagheids- en dempingskrachten = 0
- Dynamic: krachten niet altijd voorzichtig aangebracht, varieren in tijd
> traagheids- en dempingeffecten mee verwerkt
Specialized simulation
a) Sub Modelling: nauwkeuriger resultaat op enkele plaatsen in assembly > lokaal
fijnere mesh
b) Drop test: spanningen bij vallen
Grootheden in berekening
Stress (o.a. Von Mises-spanning) (N/mm2)
- Chart options > max annotation (rode kleur)
- Vergelijken met vloeispanning, rekening houdend met FOS -> willen dat deze lager is
dan vloeispanning (niet altijd mogelijk)
- Resultaten per onderdeel bekijken > edit definition > advanced options > selected
entities (elk part mag maar uit 1 body bestaan)
Displacement (doorbuiging) (mm)
- Is de resulterende vervorming (x, y, z) -> in 1 richting > edit definition > UX/UY/UZ
Strain (rek = verhouding tussen de vervormde lengte en de oorspronkelijke)
Deformation (vervorming van het lichaam, alleen visueel)
Designcheck (bepaling van FOS; quotiënt vd vloeispanning tov de Von Mises spanning;
zorg ervoor dat de FOS altijd groter is dan 1, zeker in de kritische gebieden +
veiligheidsfactor
Min. 1.2-1.25, in veel berekeningen zul je zelf een FOS moeten vastleggen > bepaald
door het gevolg van eventueel falen
o Niet vermenigvuldigen met kracht
- Results > define FOS > all/selected bodies > min annotation
- Manueel: Yield stress/Von Mises Stress
=> ASSEMBLY MOET PERFECT IN ORDE ZIJN (PARTS VEREENVOUDIGD VOOR REKENTIJD)
> OOK FEATURE SUPPRESSING
