Dimensionierung von scheiben

Hallöchen...
Ich wollte mal wissen ob einer von Euch mir helfen kann. Ich würde gerne wissen wie ich eine Scheibe dimensioniere. Es geht dabe im speziellen Fall um eine Turbine. Mein Problem ist, dass ich da icht so einfach (oder gar nicht) mit dem Balken rechnen kann. Da sind einmal die Kräfte aus der Strömung die die Scheibe in axialer Richtung verschieben möchten (pd-ps)*A und die Torsionsschubspannungen durch das Drehmoment von der umgelenkten Strömung entstehen und die Fliehkräfte durch die Drehzahl. Die werden ja bei größeren Durchmessern doch auch beachtlich und sind nicht mehr so leicht vernachlässigbar.
Da komm ich nicht mehr mit der Balkentheorie aus. Mit Schalen hab ich noch nicht gerechnet, und ich bin mir auch nicht mit der Theorie dahunter sicher. Volumenelemente sind mit nicht FEM unmöglich abgesehen, dass da die Theorie auch nicht komplett geklärt ist für mich zumindest).
Also alles in allem möchte ich mal einen Weg kennen lernen mit dem ich Scheiben dimensionieren kann.
 
D

domm

Gast
AW: Dimensionierung von scheiben

Hallöchen...
Ich wollte mal wissen ob einer von Euch mir helfen kann. Ich würde gerne wissen wie ich eine Scheibe dimensioniere. Es geht dabe im speziellen Fall um eine Turbine. Mein Problem ist, dass ich da icht so einfach (oder gar nicht) mit dem Balken rechnen kann. Da sind einmal die Kräfte aus der Strömung die die Scheibe in axialer Richtung verschieben möchten (pd-ps)*A und die Torsionsschubspannungen durch das Drehmoment von der umgelenkten Strömung entstehen und die Fliehkräfte durch die Drehzahl. Die werden ja bei größeren Durchmessern doch auch beachtlich und sind nicht mehr so leicht vernachlässigbar.
Da komm ich nicht mehr mit der Balkentheorie aus. Mit Schalen hab ich noch nicht gerechnet, und ich bin mir auch nicht mit der Theorie dahunter sicher. Volumenelemente sind mit nicht FEM unmöglich abgesehen, dass da die Theorie auch nicht komplett geklärt ist für mich zumindest).
Also alles in allem möchte ich mal einen Weg kennen lernen mit dem ich Scheiben dimensionieren kann.
Hallo,

leider kann ich mit deinem ganzen Posting überhaupt nichts anfangen.

Ich würde gerne wissen wie ich eine Scheibe dimensioniere. Es geht dabe im speziellen Fall um eine Turbine.
Da sind einmal die Kräfte aus der Strömung die die Scheibe in axialer Richtung verschieben möchten (pd-ps)*A und die Torsionsschubspannungen durch das Drehmoment von der umgelenkten Strömung entstehen und die Fliehkräfte durch die Drehzahl. Die werden ja bei größeren Durchmessern doch auch beachtlich und sind nicht mehr so leicht vernachlässigbar.
Was soll das bedeuten? Bitte Skizze mit Randbedingungen anfertigen.

Da komm ich nicht mehr mit der Balkentheorie aus.
Warum? Welche Einschränkung im Hinblick auf die Balkentheorie sind bei vorliegendem Problem gegeben?

Volumenelemente sind mit nicht FEM unmöglich abgesehen, dass da die Theorie auch nicht komplett geklärt ist für mich zumindest
Ich verstehe die Zusammenhänge nicht.

Also alles in allem möchte ich mal einen Weg kennen lernen mit dem ich Scheiben dimensionieren kann.
Von was für Scheiben sprichst du überhaupt?

Gruß

Dominik
 
AW: Dimensionierung von scheiben

Im speziellen Fall geht es um ein Schaufelrad einer Turbine. Die Schaufelgeometrie bekomm ich aus der Strömungsmechanik. Zumindest die Form. Nun muss ich aber noch die Festigkeit der Leitschaufel nachweisen. Die soll ja nicht versagen. Jetzt möchte ich nicht immer ein neues FE-Modell erzeugen und nachrechnen wenn ich etwas änder, sondern erstmal heraus finden ob ich mich auf dem richtigen Weg befinde, und damit ich FE-Modell überprüfen kann (zumindest ob es sinnvoll ist).
Ich habe mal als Anhang ein Diagonallaufrad beigefügt. Wie würdest Du da die festigkeit nachweisen. Ich meine dass ich da mit eine Balken nicht weiterkomme, da der nur (per Definition) für lange schlanke Bauteile gilt.
 

Anhänge

D

domm

Gast
AW: Dimensionierung von scheiben

Da Laufrad würde ich als Schalenmodell aufbauen.

Jetzt möchte ich nicht immer ein neues FE-Modell erzeugen und nachrechnen wenn ich etwas änder, sondern erstmal heraus finden ob ich mich auf dem richtigen Weg befinde, und damit ich FE-Modell überprüfen kann (zumindest ob es sinnvoll ist).
Du solltest das Modell auch nicht jedesmal selbst verändern. Es gibt in Preprozessoren viele Möglichkeiten, Optimierungen anhand vorgegebener Parameter durchzuführen.
Ich arbeite in diesem Bereich mit Hyperworks.
(z.B. Design of Experiments (DOE) oder Strukturoptimierungen)

Du müsstest im Vorfeld nur festlegen, welche Parameter variiert werden können und wie groß der Variationsbereich ist.

Gruß

Dominik
 
AW: Dimensionierung von scheiben

Ist Hyperworks ein eigenständiges Prog oder Teil eines Bundels? DAs würde ich gerne mal probieren.
 
D

domm

Gast
AW: Dimensionierung von scheiben

Hallo Bulch,

Hyperworks ist ein eigenständiges Produkt:

http://www.altairhyperworks.de/Default.aspx

Es beinhaltet sehr viele Tools zum Pre- und Postprocessing.

Du hast davon gesprochen, dass du das Modell aus einer CFD-Simulation bekommen hast.
Ich kann mir gut vorstellen, dass das Modell ein Volumenmodell ist.
Um daraus ein Schalenmodell zu erstellen müsstest du die Geometrie natürlich in ein Schalenmodell (Midsurfaces) übertragen.

Dafür gibt es zwei Möglichkeiten:

1. Einsatz eines Preprozessor zur Generierung des Schalenmodells
(ANSA, Hypermesh, ...)

2. Aufbereitung in einem CAD-System

Die erste Möglichkeit ist komfortabler, da in allen Preprozessoren das Erstellen von Midsurfaces sehr gut umgesetzt wird.


Desweiteren wirst du mit Sicherheit auch die Ergebnisse der CFD-Simulation als Randbedingungen für deine Festigkeitsberechnung nutzen müssen und nicht eigenständige Randbedingungen definieren.
Auch dafür müsstest du dir eine Strategie überlegen (Besteht ggf. die Möglichkeit des Mappens (Übertragen) der Ergebnisse).

Gruß

Dominik
 
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