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FE-Modellansatz zur effizienten Bestimmung der Lastverteilung in Rillenkugellagern

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Zahn, Aljoscha ; Billenstein, Daniel ; Rieg, Frank:
FE-Modellansatz zur effizienten Bestimmung der Lastverteilung in Rillenkugellagern.
In: Schlecht, Berthold (ed.): Dresdner Maschinenelemente Kolloquium - DMK 2017. - Göttingen : Sierke Verlag , 2017 . - pp. 329-342
ISBN 978-3-86844-940-2

Abstract in another language

Die Berechnung der internen Lastverteilung in Wälzlagern stellt die Eingangsgröße zur Bestimmung der Lebensdauer nach der DIN 26281 dar. Für eine ressourcen- und kostenoptimale Auslegung ist daher die genaue Kenntnis über die einzelnen Wälzkörperlasten erforderlich.
Analytische Verfahren zur Berechnung der Lastverteilung stoßen bei überbestimmten Lagerungssystemen an ihre Grenzen. Die Alternative stellen numerische Berechnungsmethoden wie die Finite-Elemente-Analyse dar, welche die elastischen Verformungen im Wälzkontakt genau abbilden können. Die Modellierung eines Wälzlagers als Finite-Elemente-Modell (FE-Modell) bringt jedoch eine enorme Anzahl an Freiheitsgraden in die Berechnung ein. Dementsprechend unwirtschaftlich sind die zum Lösen des Gleichungssystems benötigten Rechenzeiten.
Diese Arbeit stellt daher einen vereinfachten Ansatz für ein numerisch effizientes FE-Modell eines Rillenkugellagers vor, welches die rechenintensiven Kontaktberechnungen durch die Verwendung von Koppelelementen im Wälzkontakt ersetzt.
Das FE-Ersatzmodell soll zur Bestimmung der Lastverteilung bei einer rein radialen oder axialen äußeren Kraft dienen. Die Validierung erfolgt analytisch nach der DIN 26281 und numerisch anhand von Referenzergebnissen aus einem korrespondierenden FE-Vollmodell. Es wird gezeigt, dass die Bestimmung der internen Lastverteilung im FE-Ersatzmodell qualitativ mit dem FE-Vollmodell konkurriert, dabei aber eine erheblich geringere Berechnungszeit nötig ist.

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Item Type: Article in a book
Refereed: No
Institutions of the University: Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Engineering Design and CAD > Chair Engineering Design and CAD - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Frank Rieg
Result of work at the UBT: Yes
DDC Subjects: 600 Technology, medicine, applied sciences > 620 Engineering
Date Deposited: 07 Aug 2019 09:07
Last Modified: 07 Aug 2019 09:07
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/51780