Hubeinrichtung. FEM-Berechnung Hubbrücke

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1 Hubeinrichtung FEM-Berechnung Hubbrücke Material: S355J2G3 E = N/mm 2 ; Rm = 490 N/mm 2 (1.0037) G = N/mm 2 ; Re = 355 N/mm 2 ν = 0,3 ρ = 7,86 * 10-6 kg/mm 3 zul σ = Re / 1,1 = 355 / 1,1 = 322 N/mm 2 Seite 1 von 12

2 Inhalt: 1. Einleitung 2. FEM-Berechnung 2.1 Hubbrücke 3. Zusammenfassung Berechnungsprogramm: CosmosWorks (FEM) Symbole: E G R e R m S e S m E-Modul Gleitmodul Streckgrenze Bruchgrenze Sicherheit gegen die Streckgrenze Sicherheit gegen die Bruchgrenze Gravitationskonstante g = 10 m/s² Querkontraktion Dichte g ν ρ zul σ Zulässige Spannung σ v von Mises Spannung Seite 2 von 12

3 1. Einleitung Die Verformung des oberen Trägers (HEM 160) bei Volllast soll durch eine Verstärkung des Profils auf HEM160 verringert werden.. Lasten: Für das Podest ist eine Mannlast von m M = 2 * 100 = 200 kg angenommen. Für eine Speicherbox wird ein Gewicht m S = kg im Schwerpunkt der Speicherbox angenommen. Bild 1.1 Reaktionslasten Speicherbox Die Eigengewichte werden im Programm berücksichtigt. Seite 3 von 12

4 2. FEM-Berechnung 2.1 Hubbrücke Bild Modell und Randbedingungen Eigengewicht Brücke m = kg (aus CAD) Berechnetes Eigengewicht cal m = 1,10 * = kg Als Hebelast für die Kette ergibt sich: R y = N N Die Führungsrollen müssen für R x = N ausgelegt werden. Seite 4 von 12

5 Bild Elementdehnungen Dargestellt sind die Elementdehnungen ε 0,0002 (0,02%) mit den Dehnungen nach der Farbskala. Die maximale Dehnung tritt mit max ε = 0, (0,0596%) an der Schraubkonsole am oberen Träger HEM160 auf. Seite 5 von 12

6 Bild Von Mises Vergleichsspannung Dargestellt sind die Vergleichsspannungen σ V 50 N/mm² mit Spannungen nach der Farbskala. Die maximale Spannung tritt mit max σ V = 114,89 N/mm² an der Schraubkonsole und am oberen Träger HEM160 auf. Träger HEM160, Konsole, Rippe und Seitenblech aus S355J2G3 (St-52-3) Sicherheit S e = zul σ / max σ V = 322 / 114,89 = 2,80 > SF = 1,5 Seite 6 von 12

7 Bild Von Mises Vergleichsspannung Seite 7 von 12

8 Bild Verformungen U res Seite 8 von 12

9 Bild Verformungen U x Seite 9 von 12

10 Bild Verformungen U y Seite 10 von 12

11 Bild Verformungen U z Seite 11 von 12

12 3. Zusammenfassung Für die Hubbrücke ergibt sich folgende Sicherheit: S e = zul σ / max σ V = 322 / 114,89 = 2,80 > SF = 1,5 Die Spannungen sind im zulässigen Bereich! Die Verformungen U x am oberen Flansch des HEM160 ergeben sich zu: max U x = 4,66 mm (s.a. Bild 2.1.6) Für den HEB160 Träger ergab sich eine maximale Verformung von: max U x = 8,30 mm (s.a. Bericht vom ; Bild 2.2.5) Die Verformung reduziert sich auf etwa die Hälfte. Seite 12 von 12