Für die skizzierte Welle sollen die Verformungen berechnet werden.Elastizitätsmodul E = 2,1 · 105
N/mm2 .Weil ein Biegeträger-Element mit veränderlichem Querschnitt in Femset nicht verfügbar ist, wurden neben zwei Matlab-Functions für die graphische Darstellung des
Berechnungsmodells bzw. der Berechnung der Schnittgrößen und graphischen Ausgabe der Ergebnisse zwei spezielle DLLs als Interface zu Femset erzeugt (konisches Wellenelement, Schnittgrößen für konisches Wellenelement
). Diese Dateien stehen zum Download zur Verfügung (Links siehe unten).
Die Berechnung mit der “natürlichen Elementeinteilung” in 5 Elemente
liefert nur ein Näherungsergebnis. Das nachfolgend zu sehende Matlab-Script erzeugt ein Berechnungsmodell, das die beiden konischen Wellenstücke in eine vorzugebende Anzahl nkon Elemente gleicher
Länge einteilt (eine Unterteilung der Wellenabschnitte mit konstantem Durchmesser bringt keinen Genauigkeitsgewinn, weil das verwendete finite Element die Biegetheorie für konstanten Querschnitt exakt abbildet):
Für eine Einteilung der beiden konischen Bereiche in jeweils 16 Abschnitte (wie im oben zu sehenden Listing in Zeile 4 festgelegt) wird die
Welle in insgesamt 35 Elemente unterteilt. Das Graphik-Fenster mit dem Modell sieht dann so aus (hier wurden Element- und Knotennummern ausgeblendet, die nur in einem Zoom erkennbar sind):
Im Command Window (nachfolgend ein Ausschnitt) werden für jedes Element an beiden Elementknoten die Verschiebung, das Biegemoment und die Querkraft ausgegeben:
Um die Ergebnisse richtig zuordnen zu können, empfiehlt es sich, die Knoten- und/oder Elementnummern in der Graphik mit anzeigen zu
lassen. Dies wird im drawshaft-Aufruf durch die Übergabe eines zusätzlichen Parameters realisiert:
drawshaft (xy , km , ep , kr , bk , 2. , 'ke') ; Dann muss man allerdings zoomen, um die gewünschten Informationen zu erkennen, z. B. (Knotennummern werden blau, Elementnummern rot angezeigt): |