In dieser Übungslektion wird die Verwendung der Funktion für Schraubverbindung in Helius Composite beschrieben.
Die Aufgabe besteht aus der Konstruktion einer Verbindung von zwei laminierten Verbundflächen. Die Anforderungen des Problems sind wie folgt:
- Breite der Verbindung = 1.50 in
- Überlappung der Verbindung = 3.00 in
- Laminat = AlukoCPL1
- Schraube = Ti-6Al-4v
- Schraubendurchmesser = 0.25 in
- Die Verbindung muss einer Zugkraft von 700 lb standhalten.
Die Aufgabe besteht darin, zu bestimmen, ob die Anforderungen mit einer einzelnen Schraube erfüllt werden können oder weitere Schrauben in der Verbindung erforderlich sind. Wir beginnen mit dem Entwurf der Verbindung mit einer einzelnen Schraube.
- Klicken Sie in Helius Composite im Werkzeugkasten auf Schraubverbindung.
- Ändern Sie die Anzahl der Zeilen und Spalten in 1.
- Verwenden Sie das standardmäßige AlukoCPL1-Laminat für Platten 1 und 2.
- Verwenden Sie das standardmäßige Ti-6Al-4v-Material für die Schraube.
- Legen Sie den Durchmesser der Schraube auf 0.25 in fest.
- Legen Sie Überlappung = 3 in fest.
- Legen Sie Z = 0.75 in und X = 1.5 in fest, um die Schraube in der Verbindung zu zentrieren.
- Legen Sie F = 2100 lb/in fest; die Verbindung soll einer Zugspannung von 700 lb (2100/3 = 700) standhalten.
- Untersuchen Sie das Modell der Verbindung, um sicherzustellen, dass alle Abmessungen korrekt sind.
- Klicken Sie auf Berechnen.
Die Informationen auf der Registerkarte Ergebnisse zeigen, dass bei beiden Platten 1 und 2 ein Auflagerausfall aufgetreten ist. Der Auflager-Fehlermodus weist auf einen lokalen Bruch der Laminate um die Kanten der Schraubenöffnung hin. Zusätzlich zum Auflagerausfall können Sie sehen, dass Befestigung Rand kleiner null ist, was auf einen Ausfall der Schraube selbst hinweist. Das Design dieser einzelnen Schraubverbindung erfüllt nicht die Anforderungen an die Konstruktion.
Als Nächstes fügen wir der Verbindung eine weitere Schraube hinzu.
- Wechseln Sie zur Registerkarte Parameter einrichten.
- Ändern Sie die Anzahl der Spalten in 2.
- Legen Sie X = 1.0 in und Sx = 1.0 in fest, um die Schraube in der Verbindung zu zentrieren.
- Untersuchen Sie das Modell der Verbindung, um sicherzustellen, dass alle Abmessungen korrekt sind.
- Klicken Sie auf Berechnen und ignorieren Sie die Warnung bezüglich des E/D-Verhältnisses.
Die Informationen auf der Registerkarte Ergebnisse zeigen, dass für Platte 1 und Platte 2 kein Ausfall prognostiziert wird. Darüber hinaus ist Schraube Rand größer als null, was darauf hinweist, dass die Schraube nicht ausfallen wird. Sie wissen nun, dass zwei Schrauben erforderlich sind, um die Anforderungen für diese Verbindungskonstruktion zu erfüllen.
Gehen wir nun einen Schritt weiter, um zu bestimmen, ob die Leistung mit zwei Spalten von Schrauben oder mit zwei Reihen von Schrauben besser ist.
- Wechseln Sie zur Registerkarte Parameter einrichten.
- Ändern Sie die Anzahl der Zeilen in 2 und die Anzahl der Spalten in 1.
- Legen Sie X = 1.5 in, Z = 0.5 in und Sz = 0.5 in fest, um die Schrauben in der Verbindung zu zentrieren.
- Untersuchen Sie das Modell der Verbindung, um sicherzustellen, dass alle Abmessungen korrekt sind.
- Klicken Sie auf Berechnen.
Anhand der Informationen auf der Registerkarte Ergebnisse sehen Sie, dass weder für die Platten noch für die Schrauben ein Ausfall prognostiziert wird. Unter Auflager Rand, Scherung Rand und Netz Spannung Rand können Sie sehen, dass alle Werte niedriger sind als die Werte für die ursprüngliche Konstruktion mit zwei Schrauben. Diese Verbindung erfüllt zwar die Anforderungen, die erzielte Leistung ist jedoch geringer als die Leistung des vorherigen Designs.