Automatisierte FE-Mehrfachkerbe
FVA 700 III, Gefördert durch die FVA
Automatisierte Tragfähigkeitsberechnung von Mehrfachkerben durch parametrische FE-Modelle
In weiten Teilen der Antriebstechnik, z. B. bei Automobil-, Windenergie- oder Industriegetrieben, erfolgt die Auslegung von Wellen und wellenartigen Bauteilen mit den Berechnungsme-thoden der Norm DIN 743 „Tragfähigkeitsberechnung von Wellen und Achsen“. Einige Kerbformen, oft als Mehrfachkerben bezeichnet, konnten durch dieses Konzept bisher nicht abgebildet werden. Um die damit verbundenen Berechnungsunschärfen für die FVA community effektiv zu verringern, behandelt dieses Forschungsvorhaben die Konzipierung und Umsetzung eines Methodenträgers zur automatisierten FE-simulationsgestützten Auslegung von Wellen und Achsen. Die FE-Ergebnisse werden innerhalb einer geschlossenen Rechenkette erzeugt und der Berechnungsmethode nach FVA 700 I zugeführt, welche einen lokal mehrachsigen Tragfähigkeitsnachweis in Anlehnung an DIN 743 ermöglicht. Alternativ können die lokalen Spannungen im Rahmen übergeordneter Programmumgebungen oder individuell auch anderweitig weiterverwendet werden, bspw. für einen Nachweis nach dem örtlichen Konzept der FKM-Richtlinie oder der FVA-Richtlinie zur Dauerfestigkeitsberechnung von Wellen (FVA 321 VII).
Der neue FVA-Rechenkern KERBERT ermöglicht somit einen automatisierten FE-gestützten Tragfähigkeitsnachweis für viele praxisrelevante Kerben an Wellen. Durch die einfache Bedienung wird die Einstiegshürde in die FEM-basierte Auslegung für Wellen quasi egalisiert. Für erfahrene Nutzer bestehen viele erweiterte Optionen und Schnittstellen. Durch die Einbindung in die FVA-Workbench wird die Berechnungsmethode auch in der Gesamtgetriebeauslegung nutzbar gemacht.
Das Projekt 700 III der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) wurde über Eigenmittel finanziert.