Um Lastkollektive im Rahmen der Gesamtsystemberechnung zu berücksichtigen, muss im Tab Berechnungen auf der Getriebeeinheit der Haken "Lastkollektiv berücksichtigen" gesetzt werden.
(1) Aktiviert die Lastkollektivberechnung im Gesamtsystem.
(2) Anzahl der Lastpunkte innerhalb des vorgegebenen Kollektivs für die das Gesamtsystem gelöst wird.
(3) Berechnungen, in denen das Lastkollektiv berücksichtigt wird, haben "im Lastkollektiv" im Namen.
(4) Die Auswahl der Lastkollektive pro Gang und die Aufteilung der Gesamtlebensdauer erfolgt im Tab "Leistungsfluss".
Anzahl der im Kollektiv berechneten Lastpunkte
Das Gesamtsystem wird für jede Last- und Drehzahlstufe berechnet. Damit werden in allen Stufen des Lastkollektivs die für diese Stufen gültigen Einflüsse aus der Belastung (wie z.B. die Breitenlastverteilung) und der Drehzahl (wie z.B. die Schmierfilmdicke) berücksichtigt. Um bei großen Kollektiven die Rechenzeit zu reduzieren kann die Anzahl der im Betriebspunkte, für die das Gesamtsystem gelöst wird, angegeben werden. Diese Betriebspunkte werden gleichmäßig im Kollektiv verteilt. Für alle anderen Lastkollektivstufen werden die Belastungen und Drehzahlen interpoliert und damit die entsprechenden Schädigungsanteile und Lebensdauern berechnet. Wird die Anzahl der Lastpunkte größer oder gleich der Anzahl der Stufen im Lastkollektiv gewählt, so werden alle Stufen im Gesamtsystem berechnet.
Hinweis
Bei der Vorgabe eines reinen Drehzahlkollektivs sind zwei unterschiedliche Berechnungsmöglichkeiten vorhanden. Wird in der Leistungsflussdefinition des Getriebes das Drehmoment vorgeben, so wird dieses konstant gehalten und nur die Drehzahl variiert. Falls die Getriebeleistung vorgegeben ist, werden die Drehmomente in den Laststufen so angepasst, dass die Leistung konstant bleibt.
Lastkollektive vorgeben und Zeitanteile angeben
Bei der Lastkollektivberechnung kann für jeden Gang im Getriebe ein individuelles Lastkollektiv vorgegeben werden. Im Tab Leistungsfluss auf der Komponente Getriebenheit können die nötigen Einstellungen vorgenommen werden.
(1) Angabe der Getriebegesamtlebensdauer.
(2) Für jeden Gang kann ein Lastkollektiv aus der Globalen Datenbank ausgewählt werden.
(3) Aufteilung der Gesamtlebensdauer auf die einzelnen Gänge.
Über Zeitanteile wird die eingegebene Gesamtlebensdauer des Getriebes auf die einzelnen Gänge verteilt. Die Eingabe erfolgt über Gewichtungsfaktoren. Damit errechnet sich ein Zeitanteil aus dem Gewichtungsfaktor geteilt durch die Summe aller Gewichtungsfaktoren mal der Gesamtlebensdauer. Somit können die Zeitanteile über Prozentzahlen, Faktoren oder Stunden eingetragen werden. Folgende Eingaben führen damit zum selben Ergebnis:
Gesamtstundenzahl: 30.000 h | ||||
Gang | Faktor | Faktor | Prozent | Stunden |
|---|---|---|---|---|
1. Gang | 0.1 | 2 | 10 | 3000 |
2. Gang | 0.2 | 4 | 20 | 6000 |
3.Gang | 0.7 | 14 | 70 | 21000 |
Werden für die Gewichtungsfaktoren vorhandene Prozent- oder Stundenwerte verwendet, muss die Summe nicht 100 % bzw. der Gesamtstundenanzahl entsprechen. Wäre die vorgegeben Gesamtstundenzahl für obige Tabelle nicht 30000 h sondern 60000 h, so würden die einzelnen Zeitanteile intern auf 6000 h (1. Gang), 12000 h (2. Gang) und 42000 h (3. Gang) umgerechnet.
Bei folgenden Berechnungen in der FVA-Workbench können Lastkollektive berücksichtigt werden:
Stirnradverzahnungen
Tragfähigkeit Zahnflanke & Zahnfuß nach ISO 6336 Teil 6:
Kollektivsicherheit nach Miner
statische Sicherheit
Dauersicherheit
verschiedene Schadensakkumulationshypothesen auswählbar
Spannungskollektiv und Wöhlerlinie
maximal zulässige skalierte Gesamtlastwechselzahl
Verzahnungsanregung
Anregungspegel über der Last
Zahnkraftpegel über der Last
Kraftamplituden über der Last
Anregungsamplitudenpegel über der Last
Drehwegabweichungsamplituden über der Last
Maximale Drehwegabweichung über der Last
Mittlere Drehwegabweichung über der Last
Kegelradverzahnungen
Norm-Kegelradberechnung (Normberechnung nach ISO 10300 (2014)
Variantenvergleich für örtliche Berechnungen
Mittlere spez. Zahnsteifigkeit
Schnellpegel bei 1000 U/min
Wirkungsgrad
Doppelamplitude der gesamten Wälzabweichung
Minimale Sicherheit gegen Fressen
Maximale Hertzsche Pressung
Maximale Blitztemperatur
Maximale Fußspannung
Minimale Sicherheit gegen Grübchen am Ritzel
Minimale Sicherheit gegen Grübchen am Rad
Örtliche Schadensakkumulation (Schadenssumme Zahnfuß/Zahnflanke)
Wälzlager
Wälzlagerlebensdauer (Akkumulierte Lebensdauern)
Wellen
Festigkeitsnachweis nach FKM (2012)
Lastkollektive werden als Datensätze in der Globalen Datenbank gespeichert. In der Datenbank gespeicherte Lastkollektive können dann in beliebigen Getriebemodellen als Datenbankkomponente eingefügt werden.
(1) Name des neuen Lastkollektivs
(2) Legt einen neuen Datensatz vom Typ Lastkollektiv an.
Lastkollektive könne als .csv-Dateien (Comma-separated values) importiert werden. Diese Dateien können mit Excel oder einem anderen Tabellenkalkulationsprogramm erstellt werden. In der ersten Spalte muss die Stufenhäufigkeit angegeben werden. In der zweiten und dritten Spalte können die Lastamplituden für Drehmoment und Drehzahl angegeben werden. Das Lastkollektiv kann ein- oder zweispaltig sein. In der ersten Zeile kann optional der Titel der Datenreihe angegeben werden.
Hinweis
Als Dezimaltrennzeichen muss in den Datenreihen ein Komma verwendet werden. In Excel kann das standardmäßig verwendete Dezimaltrennzeichen unter Datei -> Optionen -> erweitert eingestellt werden.
Lastkollektiv mit 2 Datenreihen für Drehmoment (Faktor) und Drehzahl (%). Links die Darstellung in Excel, rechts die .csv Datei im Texteditor.
(1) Startet den .csv-Import
(2) Datei auswählen
(3) Auswahl, in welcher Zeile die Titel stehen und ab welcher Zeile die Datenreihen beginnen.
(1,2) Nach erfolgreichem Import muss für jede Datenreihe der Typ (Drehmoment/Drehzahl) angegeben werden. Zusätzlich ist auszuwählen, ob es sich bei den Werten um Prozentwerte (%) oder Faktoren (--) handelt.
(3) Sind alle Angaben vollständig, kann der Datensatz in der Globalen Datenbank gespeichert werden.
Synthetische Kollektive können ein Hilfsmittel bei prinzipiellen Untersuchungen und bei der Vorauslegung sein. Sie lassen sich durch die drei Parameter Kollektivumfang H0, Kollektivhöchstwert Ŝa und Kollektivformparameter ν mathematisch beschreiben. Je größer der Formparameter ν ist, desto größer ist der Schädigungsinhalt des synthetischen Kollektivs bei gleichem Kollektivumfang H0 und gleichem Kollektivhöchstwert Ŝa.
x-Achse: Summenhäufigkeit H (log)
y-Achse: Auf den Kollektivhöchstwert bezogene Amplitude
