Maschinenbau: Berechnungssoftware auf der Hannover Messe

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Das neue KISSsoft-Release 03/2017 wird an der Hannover Messe vorgestellt. Es umfasst zahlreichen neue Funktionen. Dazu gehören unter anderem: Zuverlässigkeitsberechnung von Getrieben auf Systemebene, vereinfachte Modellierung mittels vordefinierten Getriebestufen in KISSsys, Nachrechnung von Fuß-Spannungen mit FE bei Stirnrädern, Variationsrechnung für die innere Geometrie der Lager in übersichtlicher Listenform und Ermittlung der Unwuchtanregung bei der Schwingungsberechnung von Wellen.

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Das neue KISSsoft-Release 03/2017 wird an der Hannover Messe vorgestellt. Es umfasst zahlreichen neue Funktionen. Dazu gehören unter anderem: Zuverlässigkeitsberechnung von Getrieben auf Systemebene, vereinfachte Modellierung mittels vordefinierten Getriebestufen in KISSsys, Nachrechnung von Fuß-Spannungen mit FE bei Stirnrädern, Variationsrechnung für die innere Geometrie der Lager in übersichtlicher Listenform und Ermittlung der Unwuchtanregung bei der Schwingungsberechnung von Wellen.

Systemberechnung mit KISSsys

  • Zuverlässigkeit
  • Baugruppen

Getriebe sowie einzelne Verzahnungen und Wälzlager können im KISSsoft-Release 03/2017 bezüglich ihrer Zuverlässigkeit bewertet werden. Die Zuverlässigkeit wird bei Verzahnungen für Zahnfussbruch sowie Grübchen, bei Wälzlagern basierend auf der Lebensdauermethode nach ISO 281 oder ISO 16281, ermittelt und grafisch dargestellt. Die Berechnung erfolgt nach Bernd Bertsche, für die statistische Bewertung wird die 3-Parameter-Weibull-Verteilung eingesetzt.

Neu gibt es eine „Gruppen-Box“ mit einer Auswahl an vordefinierten Getriebestufen. Diese können in den Modellbaum eingefügt und beliebig miteinander gekoppelt werden. Zur Vereinfachung der Modellierung komplexer Windkraft-
oder Schaltgetriebe stehen somit Baugruppen wie zum Beispiel der Ravigneaux- oder Wolfrom-Satz zur Verfügung. Der Benutzer hat auch die Möglichkeit, eigene Baugruppen zu definieren und in der Software abzuspeichern. Damit lässt sich wertvolle Zeit beim Modellaufbau komplexer Antriebssysteme einsparen.

Das Handling des Modellbaums in KISSsys wurde ausserdem verbessert, so dass zu einem späteren Zeitpunkt ohne Einschränkung Änderungen (Löschen, Umbenennen, etc.) durchgeführt werden können.

Kegelräder

  • ·Korrekturenauslegung
  • Optimierung topologischer Korrekturen

Bei den Kegelrädern können nun Zahnflanken- und Zahnprofil-Modifikationen optimiert werden. Variationsmöglichkeiten wie zum Beispiel Kreuzvariationen von Beträgen und Koeffizienten, Klassieren aller Lösungen in Bezug auf verschiedene Kriterien sowie die grafische Darstellung der Ergebnisse verschaffen dem Anwender einen guten Überblick über das Optimierungspotenzial. Auch die Optimierung von topologischen Korrekturen ist nun in KISSsoft möglich.

Stirnräder

  • Zahnfuß-Spannungen mit 2D-FEM

Beim Schleifen von Stirnrädern können im Fussbereich Schleifkerben entstehen. Im ungünstigen Fall kann eine Schleifkerbe deutlich höhere Fuß-Spannungen erzeugen als die von der Normrechnung ermittelten. Neu können in KISSsoft die Fussspannungen mit einem 2D-FEM Ansatz für Stirnräder (gerad- oder schrägverzahnt) nachgerechnet werden. Dies kann als Vergleich zur Bewertung der Zahnfuß-Spannungen nach Normberechnung herangezogen werden.

Kunststoffmanager für Zahnräder

  • Prüfprozedere nach VDI 2736 Blatt 4
  • Generierung von Werkstoffdaten

Mit dem neuen Berechnungsmodul können Kunststoff-Dateien aus den Messdaten von Versuchsreihen nach VDI 2736 Blatt 4 generiert werden. Dabei können die Werkstoffkennwerte wie E-Modul, Streckgrenze, Zug- und Dauerfestigkeit temperaturabhängig sein. Die neuen Werkstoffe lassen sich anschließend, zusammen mit den automatisch erzeugten DAT-Dateien, in der Datenbank von KISSsoft speichern.

Lagerberechnung

  • Spannungsverteilung
  • Deformation des Lagerrings
  • Wälzlager-Feinauslegung

Eine neue Grafik zeigt die Spannungen im Werkstoff unterhalb der Kontaktoberfläche bei Wälzlagerringen und Rollkörpern. Der Verlauf der Spannungen und deren Maximalwerte wird dargestellt. Diese Information ist insbesondere von Interesse bei Grosswälzlagern, wo die Lagerringe nur einsatzgehärtet sind, und die Härtetiefe aufgrund der Belastungen abgeschätzt werden soll.

Die Elastizität der Lagerringe kann neu berücksichtigt werden. Externe Lasten werden auf dem Aussen- oder Innenring definiert und die Deformation des Lagerringes lässt sich iterativ mit der Einfederung der Wälzkörper ermitteln. Da diese Berechnung oft für Planetenräder durchgeführt wird, kann die Last direkt aus der Zahnradberechnung übernommen werden.

Für die Auslegung von Wälzlagern kann neu eine Variationsrechnung für die innere Geometrie der Lager durchgeführt werden. Konstruktionsparameter wie Anzahl der Wälzkörper, Wälzkörperdurchmesser, aber auch Lagerparameter wie Schmiegung oder Dichte der Wälzköper bei Verwendung von Käfigen können variiert werden. Die Resultate werden übersichtlich in Listenform oder grafisch dargestellt und lassen sich komfortabel filtern.

Wellenberechnung

  • Grobauslegung
  • Unwuchtanregung

Bei der Dimensionierung von Wellen besteht die Möglichkeit, die Wellenabmessungen hinsichtlich der Festigkeit und die Wälzlager hinsichtlich der Lagerlebensdauer durch die Software auszulegen. Das beschleunigt den Entwurf eines Getriebes erheblich. Hierbei können Vorgaben gemacht werden, nach welchen Prioritäten die Auslegung erfolgen soll.

Für die Schwingungsberechnung der Welle kann nun neu die Unwuchtanregung aufgrund einer exzentrischen Masse berechnet werden. Als Resultate werden die Resonanzfrequenzen und die Verschiebung der Welle bestimmt – und zusätzlich die Lagerzusatzkräfte, welche aufgrund der Unwucht entstehen. Zur realistischen Berechnung der Schwingung lassen sich die Dämpfungswerte einzeln vorgeben.

Sonstiges

  • Zahnwellenverbindungen AGMA 6123
  • Hydrodynamische Gleitlager DIN 31652
  • Drahtdurchmesser-Normen bei Federn

 

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