Neuheiten in Version 10/2018 der MESYS Wellen- und Wälzlagerberechnung

 

Eine neue Version der MESYS Wellen- und Wälzlagerberechnungssoftware mit neuen Möglichkeiten ist jetzt verfügbar. Die Wälzlagerberechnung erlaubt die Berechnung der Lastverteilung sowie der Lebensdauer nach DIN 26281 und sie ist integriert in eine Wellensystemberechnung mit weiteren Möglichkeiten wie Wellenfestigkeit nach DIN 743, Modelanalyse oder Schnittstellen zu Verzahnungsberechnungen. Momentan wird die Software von Kunden in 25 Ländern auf 4 Kontinenten verwendet.

Berechnung der Wellensteifigkeit für gewählte Punkte

Mit der Software kann jetzt die Steifigkeit des Wellensystems für gewählte Punkte direkt bestimmt werden. Es ist nicht mehr nötig eine Berechnung für zwei Lastfälle für eine Steifigkeit durchzuführen und die Ausgabe der Steifigkeit steht auch in Lastkollektiven und der Parametervariation zur Verfügung. Die Steifigkeit steht für drei Verschiebungsfreiheitsgrade und drei Rotationsfreiheitsgrade zur Verfügung.

Wälzlagerdatenbanken

Die bestehende Datenbank für Katalogdaten von SKF wurde aktualisiert und eine neue Datenbank mit Katalogdaten von Schäffler mit FAG und INA Lagern wurde ergänzt.

REXS-Format für den Datenaustausch

Das REXS-Format für den Datenaustausch mit anderen Berechnungsprogrammen wurde zur Wellensystemberechnung ergänzt. Unter www.rexs.info stehen weitere Informationen über das Austauschformat zur Verfügung. Wellensysteme mit Lagerungen und Kopplung durch Stirn- und Kegelräder können exportiert und importiert werden. Auch Lastkollektive werden berücksichtigt.

Erweiterungen der FEM-Integration

Einen grossen Anteil der Erweiterungen in Version 10/2018 hat die erweiterte Integration von 3D-FE-Berechnungen in der Software.

Jetzt können Hexaeder- und Tetraedernetze mit den internen Vernetzungsbibliotheken generiert werden. Bei Tetraedernetzen sollten quadratische Elemente verwendet werden.

Kräfte und Randbedingungen können jetzt direkt auf den 3D-Bauteilen definiert werden. Damit können z.B. Kräfte auf ein Gehäuse oder eine zusätzliche Fundamentsteifigkeit für ein Gehäuse definiert werden.

Mit Version 10/2018 können elastische Wälzlagerringe und elastische Radkörper für Stirnräder berücksichtigt werden.

Die folgenden Abbildungen zeigen Die Wellenverformungen und die Linienlast für fünf unterschiedliche Radkörper. Die beiden ersten Fälle verwenden ein Balkenmodell für den Radkörper wie auch für die Welle. Die weiteren Fälle verwenden ein 3D-FE-Modell für die Radkörpersteifigkeit. Mit einem Balkenmodell kann der Radkörper für ein Vollrad mit dem Fusskreisdurchmesser (plus einen kleinen Anteil für die Zahnsteifigkeit, Fall 1) definiert werden. Dies führt zu vergleichbaren Flankenlinienverformungen, wie der Vollzylinder im FE-Modell in Fall 4. Aber das Balkenmodell führt zu einer kleineren Durchbiegung der Welle. Mit einem mittleren Durchmesser für den Radkörper ergibt sich eine grössere Durchbiegung aber auch eine grössere Deformation der Flankenlinie (Fall 2). Mit dem 3D-elastischen Radkörper kann sowohl die Wellendurchbiegung als auch die Flankenliniendeformation genauer erfasst werden.

Die elastischen Verformungen der Lagerringe führt zu einer anderen Lastverteilung im Lager, wie im folgenden Beispiel mit horizontaler Lagerlast. Im linken Fall werden keine Deformationen des Lagerringes berücksichtigt, während die Deformationen in den Bildern rechts berücksichtigt werden.

Entweder wird nur die Steifigkeit der 3D-elastischen Bauteile für die Verformung der Lagerringe berücksichtigt oder eine zusätzliche Steifigkeit der Lagerringe kann berücksichtigt werden.

Ein weiteres Beispiel für die Pressungsverteilung für ein Grosslager mit elastischen Ringen ist in folgendem Bild dargestellt. Der versteifende Effekt des Gehäuses ist insbesondere am «Back»-Lager zu erkennen.

Nach einer einmaligen Kondensation der 3D-elastischen Bauteile dauert die Berechnung für einen Lastfall wenige Sekunden, wie für ein Balkenmodell. Daher lassen sich Lastkollektivberechnungen oder Parametervariationen wie bei Balkenmodellen schnell durchführen.

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