Kunststoff / Produktentwicklung / Produktion

FEM-Berechungen: Statische Lastfälle

Mit statischen Berechnungen die Auswirkungen der Bauteilbelastungen richtig vorhersagen

Bauteilbelastungen können statischer oder dynamischer Natur sein. Zu den statischen Beanspruchungen gehören die Belastung durch Eigengewicht oder weitere statische, externe Kräfte. Statische Simulationsberechnungen, wie sie das Kunststoffsimulationszentrum durchführt, zeigen das Verformungsverhalten eines Bauteils unter definierten Lastfällen oder bestimmen bei einer vorgegebenen maximalen Verformung die zulässigen Kräfte. So treten bei der Betätigung von Bedienelementen, Kippbewegungen (gesamtes Bauteilgewicht lastet auf einem Teilbereich) oder bei der Betrachtung der Beulfestigkeit von Türen oder Klappen, wie u.a. bei Kfz- oder diversen Gehäusebauteilen typische Lastfälle auf, die mit statischen Berechnungen analysiert werden. Auch Spannungsspitzen, die u.a. durch eine Deformation des Formteils auftreten, werden mit Hilfe von statischen Berechnungen lokalisiert und können häufig durch Konstruktionsänderungen (Veränderung der Lasteinleitung, veränderte Rippenanordnung) reduziert werden. Ebenso werden die Bauteilbelastungen und Auswirkungen von stationären oder instationären Temperatureinwirkungen simuliert.

Randbedingungen und Auswahl der Materialgesetze

Das verwendete Materialmodell wird in Abhängigkeit der Belastungszeit und den auftretenden Spannungen und Dehnungen ausgewählt. Dabei können in Abhängigkeit vom Polymeraufbau (Thermoplast, Elastomer, Duromer) lineare, nichtlineare oder hyperelastische Materialgesetze berücksichtigt werden. Entscheidend für die Berechnungsqualität ist selbstverständlich auch die Definition und Berücksichtigung der Randbedingungen, wie:

  • geometrische Nichtlinearität bei großen Verformungen
  • Belastungen mit und ohne Kontakt
  • Belastung mit und ohne Reibung
  • Berücksichtigung der Anisotropie

Unsere Dienstleistungen im Kunststoffsimulationszentrum

Im Kunststoffsimulationszentrum werden u.a. folgende Berechnungen durchgeführt:

  • kurzzeitige Zug-, Druck- und Schubbelastungen
  • langzeitige Zug-, Druck- und Schubbelastungen (Kriechberechnungen)
  • Innendruckbelastungen
  • Wärmeübergangs- und Wärmedehnungsberechnung

Beispiele

Auslegung von:

  • Schweißnähten
  • Schnappverbindungen
  • Optimierung von Schwerpunktlagen
  • Belastung von Mechaniken (Betätigungsmechanismen, Getriebe)
  • Innendruckbehälter (Wanddicken, Beulverhalten, Verbindungselemente)

Als Spezialist für die Simulation des Spritzgießprozesses und von Bauteilbelastungen hat die Impetus Plastics Engineering ihre Kompetenz bereits in hunderten von Projekten unter Beweis gestellt. So zählen die Berechnung von Bauteilvarianten, FEM-Simulationen von Belastungszuständen, Entformungssituationen und Versagensmechanismen, Strukturanalysen von glasfaserverstärkten Spritzgussteilen sowie Anisotropieuntersuchungen zum Leistungsportfolio.

Statische Lastfälle Auslegung einer Schweißnaht
Statische Lastfälle Verformungen beim Einpressen eines Lagers
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