Einfluss der Zahnfußkontur auf die Zahnfußbeanspruchung (FVA 709 I)

Title data

Billenstein, Daniel:
Einfluss der Zahnfußkontur auf die Zahnfußbeanspruchung (FVA 709 I).
2015
Event: FVA Informationstagung 2015 , 02.-03.12.2017 , Würzburg, Deutschland.
(Conference item: Conference , Speech )

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Die Zahnfußbeanspruchung wird in starkem Maße durch die vorliegenden Krümmungsverhältnisse im Zahnfuß beeinflusst. Freie Zahnfußgeometrien, die im Rahmen von erweiterten Auslegungsprozessen vorgegeben werden können oder durch fertigungsbedingte Abweichungen entstehen, werden in der normbasierten Berechnung nicht hinreichend abgebildet. Die Finite Elemente Methode (FEM) liefert die notwendige Abbildungsgenauigkeit, um freie Zahnfußgeometrien zu bewerten. Zur Abbildung beliebiger Zahnfußkonturen ist jedoch eine lokale Netzverfeinerung notwendig, die die Umsetzung nichtkonformer Netze erforderlich macht. Um dieses Defizit in der Analyse von abweichenden Zahnfußkonturen auszugleichen, wurde eine Erweiterung der Analysemöglichkeiten durchgeführt. Das Ziel des Vorhabens war die Abbildung und Spannungsauswertung von frei gestalteten Konturen im Zahnfuß von Stirnradverzahnungen bei der FE-basierten Zahnkontaktanalyse \glqqFE-Stirnradkette\grqq (STIRAK) unter Verwendung nichtkonformer FE-Netze. Die Vorgabe freier Zahnfußgeometrien sollte parametrisch, als Punktewolke oder mit einer Schnittstelle zu Messmaschinen erfolgen. Hierzu wurden entsprechende Schnittstelle zur Eingabe in STIRAK bereitgestellt. Außerdem musste eine erweiterte Schnittstelle zum FE-Solver Z88 geschaffen werden, um Informationen über freie Geometrien zu übergeben und das nichtkonforme FE-Netz zu erstellen. Abschließend wurde die Spannungsauswertung der FE-Stirnradkette an die nichtkonformen Netze angepasst. Die Validierung der neuen Berechnungsmethode erfolgte anhand von bestehenden Versuchsreihen aus der Industrie und dem FVA-Vorhaben 16.