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FVA-Workbench KnowledgeBase

FVA-Workbench 8.0.0

Features

Mit dem neuen Modul Getriebevorauslegung [WB_200.6] können auf einfache und schnelle Weise Getriebemodelle für die Weiterberechnung in der FVA-Workbench erstellt werden. Nach Vorgabe der Belastungsdaten und des Getriebeaufbaus erfolgt eine automatische Ermittlung der Anzahl der Getriebestufen sowie der Verzahnungsgeometrie.

predesign.png

Dokumentation Getriebevorauslegung

Dieses neue Berechnungsmodul [SYS_200.6] ist sehr gut geeignet um das Einsatzverhalten von Zahnrädern mit komplex gestaltetem Radkörper zu analysieren. Dabei wird quasi-statisch für verschiedene Eingriffsstellungen die Lastverteilung (FEM) berechnet und über eine gesamte Überrollung aggregiert.

Insbesondere durch Gestaltungselemente im Radkörper, wie Bohrungen oder Stege, zeigt sich ein deutlich verändertes Einsatzverhalten und es treten neben den Zahneingriffsordnungen möglicherweise dominierende Wellendrehordnungen auf, die mit der Häufigkeit des Gestaltungsmerkmals (Bohrung, Steg) korrelieren.

Es wird über eine gesamte Überrollung die Drehwegabweichung sowie deren FFT-Analyse und damit das Fourierspektrum der Anregung automatisiert ermittelt. Außerdem wird die Berührlinienpressung und die Zahnfußspannung über den Überrollvorgang ermittelt.

automatic_rollover_editor.png
automatic_rollover.png

Die Ovalisierung des FE-Bauteils am Lagersitz ist eine Weiterentwicklung der Lagermodellierung im mechanischen Gesamtsystem. Die Lagermodellierung, welche vormals mithilfe eines starren Koppelelements zwischen Lagersitz und Lagermittelpunkt erfolgte, kann nun am Umfang diskretisiert werden. Eine Reduktion auf mehrere über den Lagersitzumfang verteilte Anbindungsstellen und deren iterative Aktivierung und Deaktivierung während der Berechnung, ermöglicht eine gezielte Freigabe zugbelasteter Bereiche. Optional können weitere axiale Koppelstellen konfiguriert und Axialkräfte gezielter an das Gehäuse ausgeleitet werden.

bearing_ovalization.png
bearing_ovalization_editor.png

Die Verformungs- und Spannungsberechnung an Kegel- und Hypoidrädern kann nun mithilfe der FEM durchgeführt werden. Dies ermöglicht die Berechnung der 3D Zahnfußtragfähigkeit. Durch die detailliertere Berechnung der dreidimensionalen Verformung kann zudem das Betriebsflankenspiel an der Rückflanke berechnet und ausgewertet werden.

extension_influence_number_model.png
Abbildung 36. 3D-Zahnfußspannungen
3D-Zahnfußspannungen

Die Darstellung der Zahnfußspannungen für linken und rechten Zahnfuß ist neu



Abbildung 37. 3D-Zahnfußtragfähigkeit
3D-Zahnfußtragfähigkeit

Die Darstellung der Zahnfußtragfähigkeit für linken und rechten Zahnfuß ist neu



Abbildung 38. Lineares und iteratives Betriebsflankenspiel
Lineares und iteratives Betriebsflankenspiel

Die Darstellung des lastfreien Rückflankenspiel und des lastbehafteten Betriebsflankenspiel nach linearer und iterativer Berechnungsmethode ist neu



Per Rechtsklick auf einen Modellstand kann dieser jetzt wiederhergestellt werden. Das aktuelle Modell wird verworfen und die Eingabedaten des ausgewählten Modellstandes werden als aktuelles Modell übernommen.

restore_snapshots.gif
Anzeige der Getriebedeformation

Mit einem Rechtsklick in das 3D-Modell kann der Dialog zur Anzeige der Getriebeverformung geöffnet werden. Hier können die Verformungen der analytischen und der FE-Komponenten angezeigt werden.

Der Dialog wurde wie folgt erweitert:

  • Automatischer Skalierungsfaktor

  • Hinweis darauf, ob die für die Anzeige erforderlichen Berechnungsergebnisse vorhanden sind

  • Auswahl, auf welche FE-Komponente sich die Farbskalierung beziehen soll

  • Auswahl, welche Deformationskomponente dargestellt werden soll (Magnitude/u-/v-/w-Richtung)

  • Die obere und untere Grenze der Farbskala kann vorgegeben werden

deformation_dialog.png
Anzeige von Zusatzmassen im 3D-Modell

Die Komponente Zusatzmasse auf Wellen wird jetzt im 3D-Modell dargestellt.

additional_mass.png
Neue Anzeigeoptionen für 3D-Bilder im Report

Folgendes kann jetzt in der Reportvorlage für jedes Maschinenelement individuell konfiguriert werden:

  • Ansicht des Getriebemodells (Oben/Unten/Links/Rechts/Vorne/Hinten/ISO)

  • Darstellungsgröße bzw. Auflösung der 3D-Bilder

  • Option, ob die analytische Getriebeverformung im Bild dargestellt werden soll (nur für Getriebeeinheit und Wellen)

  • Zusätzlich wird jetzt in jedem Bild das globale und das lokale Koordinatensystem angezeigt

3d_image_config.png
Animation der Getriebekinematik im Report

Im Reportabschnitt "Getriebeeinheit" steht ein neuer Block zur Verfügung, der die Getriebekinematik als Video darstellt. Folgendes kann konfiguriert werden:

  • Ansicht des Getriebemodells im Video (Oben/Unten/Links/Rechts/ISO)

  • Darstellungsgröße bzw. Auflösung des Videos

  • Länge des Videos in Sekunden (Wenn eine Drehachse ausgewählt wurde, dreht sich das Getriebe in der angegebenen Zeit um 360°)

  • Achse, um die das Getriebe im Video rotiert (u, v, w, keine Rotation)

kinematic_animation.gif

Mit dem neuen Tabellentyp "Lastkollektivtabelle" können die Ergebnisse einer Lastkollektivberechnung übersichtlich dargestellt werden. Die Ergebnisse werden pro Lastfall dargestellt. Bei mehreren Gängen kann über ein Dropdown-Menü der Gang ausgewählt werden, für den die Ergebnisse angezeigt werden sollen. Diesen Tabellentyp steht im Reportkonfigurator für die Abschnitte Stirnradstufe, Stirnrad und Wälzlager zur Verfügung.

load_spectrum_table_config.png
load_spectrum_table.png

Zusätzlich wurde der Tabellentyp "Lastkollektiv Übersichtstabelle" eingeführt. Hier können Lastkollektivergebnisse für alle Komponenten eines Typs dargestellt werden. Auch hier kann zwischen den Gängen umgeschaltet werden. Dieser Tabellentyp kann im Abschnitt Getriebeeinheit eingefügt werden.

load_spectrum_overview_table.png

Das Diagramm des Drehwegfehlers verfügt jetzt über eine Audio-Ausgabe des von der Stufe erzeugten Geräusches. Der Verlauf der Drehwegabweichung wird dazu in eine Sound-Datei umgewandelt. Um eine Vergleichbarkeit der Lautstärke zwischen verschiedenen Stufen zu ermöglichen, kann über das Attribut "Drehwegfehler zur Normierung der Soundausgabe" auf der Getriebeeinheit eingestellt werden, bei welcher Schwankungsbreite die Lautstärke maximal sein soll.

transmission_error_sound.png
Stirnräder
Abbildung 39. Diagramm der 2D-Lastverteilung
Diagramm der 2D-Lastverteilung
Diagramm der 2D-Lastverteilung

Die Grafik der Lastverteilung zeigt die im Gesamtsystem ermittelte Linienlast entlang der Eingriffsbreite. Der Breitenlastfaktor KHβ ergibt sich aus der maximalen Linienlast geteilt durch den Mittelwert. Die Linienlast wird zunächst ohne Berücksichtigung von Herstellabweichungen berechnet. Zusätzlich wird die Linienlast unter Berücksichtigung der Herstellabweichung fma ermittelt. Dazu wird die größere der beiden Flankenlinienabweichungen f von Ritzel und Rad entsprechend der Verzahnungsqualität mit einem benutzerdefinierbaren Faktor multipliziert und sowohl mit positivem und als auch mit negativem Vorzeichen (linkes bzw. rechtes Zahnende steht vor) berücksichtigt. Der ausgegebene Wert der Breitenlastverteilung unter Berücksichtigung dieser Toleranz ist der größere der beiden so berechneten Werte. Eine Rückwirkung der Fertigungsabweichung auf die Gesamtsystemverformungen wird dabei vernachlässigt.

Die Anzeige der Toleranzen kann im Reportkonfigurator deaktiviert werden.



Abbildung 40. Diagramm Fertigverzahnungswerkzeug
Diagramm Fertigverzahnungswerkzeug

Die Kontur des Vorverzahnungswerkzeugs kann jetzt im Diagramm Fertigverzahnungswerkzeug eingeblendet werden.



Kegelräder
Abbildung 41. Diagramm Tuschiertragbild
Diagramm Tuschiertragbild

Die Tuschierfilmdicke kann jetzt direkt im Diagramm über einen Schieberegler einstellt werden.



Abbildung 42. Diagramm Ease-Off
Diagramm Ease-Off

Das Maximale Klaffmaß kann jetzt direkt im Diagramm über einen Schieberegler einstellt werden.



Abbildung 43. Diagramme Ausgleichsflächen für Zahnfuß und Zahnflanke
Diagramme Ausgleichsflächen für Zahnfuß und Zahnflanke

Abweichung der Ausgleichfläche zur Punktebasis für Flanke und Zahnfuß



Abbildung 44. Diagramme Fresstragfähigkeit (Blitztemperatur)
Diagramme Fresstragfähigkeit (Blitztemperatur)

Die Diagramme zur Fresstragfähigkeit nach FVA 519, ISO/TS 6336-20:2017, BV (2014), DNV/GL (2015), DNV (2003) und DNV (1993) sind neu.



Abbildung 45. Diagramme Flankenbruch nach FVA 556/III
Diagramme Flankenbruch nach FVA 556/III

Die Diagramme zur Anzeige der maximalen Anstrengung und des Anstrengungstiefenverlaufs nach FVA 556/III sind neu.



Wälzlager
Abbildung 46. Diagramme Schubspannungstiefenverlauf
Diagramme Schubspannungstiefenverlauf

Die Diagramme zur Anzeige des Schubspannungstiefenverlaufs für Innen- und Außenring bei Wälzlagern ist neu.



Der Wirkungsgrad von Verzahnungsstufen kann jetzt auch vom Nutzer vorgegeben werden.

manual_input_power_loss.png

Wellen und Radkörper können jetzt für die Gesamtsystemberechnung steif geschaltet werden.

rigid_shaft.png

Kopplungen und Belastungen waren bisher immer schaltbar. Diese können nun optional im Editor nicht schaltbar gemacht werden und werden dann auch nicht mehr in der Schaltmatrix angezeigt. Damit wird die Übersichtlichkeit, insbesondere bei komplexeren Getrieben, erhöht.

switchable_couplings.png

Die maximale Anzahl der vom Gesamtsystem durchgeführten Iterationen kann nun eingestellt werden. Zusätzlich kann eine Kraft bzw. Drehmoment als Abbruchschwelle angegeben werden. Die Systemiteration wird solange durchgeführt bis die absoluten Unterschiede in den berechneten Kräften und Momenten von einem Iterationschritt zum nächsten unter der Abbruchschwelle liegen. Auch eine relative, prozentuale Angabe der Abbruchschwelle ist möglich.

system_calculation_iterations.png

Der FVA Simulation Hub ist eine von der FVA-Workbench unabhängige Anwendung, die als Dienst auf einem Server betrieben werden kann. Beliebige Clients können über sogenannte Requests Berechnungsaufgaben (Jobs) an den Simulation Hub senden. Der Simulation Hub nimmt die Jobs entgegen und verteilt sie auf mehrere Instanzen der FVA-Workbench. Die Ergebnisse der Berechnung werden dann als Antwort an den Client zurückgegeben.

simulation_hub_overview.png

Dokumentation FVA Simulation Hub

Stirnräder
  • Kopf- und Fußhöhe der Fertigverzahnung werden jetzt ausgegeben (addendum_height_finished_gear, dedendum_height_finished_gear)

  • Für die Profilerzeugung mittels Verzahnungsbezugsprofil und durch Geometrievorgabe kann jetzt eine Protuberanz vorgegeben werden

  • Das Verdrehflankenspiel am Teilkeis wird jetzt berechnet (maximum_transverse_backlash_pitch_circle, minimum_transverse_backlash_pitch_circle)

  • Die Entwurfsberechnung nach VDI 2736 ist jetzt für die Kombination Kunststoff-Stahl möglich

  • Anpassung der Bezeichnungen für zulässige Spannungen für die Tragfähigkeitsverfahren ISO 6336, DIN 3990 und VDI 2736

Kegelräder
  • Integration von KNplus Version 5.0.1

  • Integration von BECAL Version 6.2.5

  • Kegelrad-Normberechnung: Toleranzen nach ISO 17485 für Verlagerungen und Abweichungen anwendbar

  • Verbesserte Bedienung des Berandungseditors beim Import von Kegelradverzahnungen

  • Neue Ausgaben für Profil-, Sprung- und Gesamtüberdeckung nach ISO 10300 (2014)

  • Die Berechnung des lokalen Verdrehflankenspiels (lastfrei) ist jetzt fester Bestandteil der Erweiterten Verzahnungsberechnung und muss nicht mehr aktiviert werden

  • Die relative Eintauchtiefe von BECAL und KNPLUS wurde vereinheitlicht

  • Die Dateinnamen der KIMoS-3D-Neutraldaten können jetzt in der Form p*o___nd.dat, g*o___nd.dat, p_o___nm.dat, g_o___nm.dat vorliegen. "*" steht dabei für den Bearbeitungszustand ("r", "b", "g", "f", "a", "l") bzw. für "_", wenn dieser nicht benannt wird.

Lager
  • Bei Axial-Pendelrollenlagern kann nun der Rollenkegelwinkel berücksichtigt werden

  • Für den Wälzlager-Eingabetyp "Innengeometrie" und "XML-Lager" kann jetzt die effektive Wälzkörperlänge angegeben oder intern abgeschätzt werden

  • Bei der Reibungsberechnung nach ISO 14179 werden die Lagerbeiwerte jetzt anhand der Baureihe ermitteln

  • Zusätzliche Optionen zur Bestimmung des Viskositätsverhältnis kappa für die Berechnung der modifizierten Lagerlebensdauern

  • In der Reibungsberechnung nach SKF kann nun die Festkörperreibungszahl nach FVA-Vorhaben 365 VII berücksichtigt werden

  • Die Axialgleitlagerberechnung im Anschluss an das Gesamtsystem kann jetzt auch nur für ein einzelnes Segment durchgeführt werden

Welle & Welle-Nabe Verbindungen
  • Um bei FE-Wellen die veränderliche Steifigkeit am Umfang zu analysieren, kann jetzt die Winkellage des FE-Bauteils angegeben werden

  • Die Kerbform "konischer Wellenabsatz" kann jetzt mittels FKM berechnen werden

  • Die Passfederberechnung nach DIN 6885 und DIN 6892 wurde überarbeitet

  • Für die Bestimmung der Passfederbreite und -höhe nach Norm, sowie für die DIN 6892 Berechnung wird jetzt der Wellendurchmesser in der Mitte der Passfeder verwendet

  • Die Rutschsicherheit von Pressverbänden wird jetzt nach FVA 312 berechnet

  • Die Spielberechnung in Steckverzahnungen wurde angepasst

Weitere
  • Das REXS Format in Version 1.5 wird jetzt unterstützt

  • REXS Dateien können jetzt im JSON Format mit Endung .rexsj exportiert werden

  • Der Lastaufteilungfaktor K_gamma wird jetzt nur angezeigt, wenn mit den Nennmomenten gerechnet wird und nicht mit der Lastaufteilung aus der Gesamtsystemberechnung

  • Analog zu anderen Feldern im Eingabeeditor können jetzt auch im Feld Betriebsdauer im Leistungsflusseditor Rechenoperationen durchgeführt werden

  • Externe Steifigkeitsmatrizen aus Abaqus MTX Dateien können jetzt für Gehäuse und Planetenträger verwendet werden

  • Die Performance des Reportkonfigurators, insbesondere beim Einfügen und Löschen von Diagrammen oder Tabellen, wurde deutlich verbessert.

  • Neuer Abschnitt "Modell" zur Anzeige von Projektspezifischen Daten im Reporting

Fehlerbehebungen

  • Fehlerbehebung: Berücksichtigung des lastabhängigen Achsabstands bei weiterführenden Berechnungen

  • Fehlerbehebung: Toleranzvergleich (STplus)

  • Fehlerbehebung: Formfaktor in VDI 2736 korrigiert

  • Fehlerbehebung: Werteübernahme aus RINA-Berechnung

  • Fehlerbehebung: Berechnung des Verdrehflankenspiels korrigiert

  • Fehlerbehebung: Ausgabe einer Warnung, wenn ein Werkzeug mit Vollausrundung am Kopf an STplus übergeben wird

  • Fehlerbehebung: Positionierung von Dichtungen zwischen zwei Wellen in Kegelradgetrieben

  • Fehlerbehebung: Import für verbundene Kegelradstufen über gemeinsames Kegelrad

  • Fehlerbehebung: Widersprüchliche Angaben zur Höhenballigkeit bei der Normberechnung

  • Fehlerbehebung: Tragfähigkeit DNV/GL

  • Fehlerbehebung: Wöhlerlinie für FVA 411

  • Fehlerbehebung: Anpassung der modifizierten Referenzlebensdauer (ISO/TS 16281) bei mehrreihigen Rollenlagern

  • Fehlerbehebung: Stabilität des Gesamtsystemsolvers bei Ovalisierungsvorgabe verbessert

  • Fehlerbehebung: Lagerauswahl aus Katalog

  • Fehlerbehebung: Lagerspielberechnung ohne Innen-/ Außenring

  • Fehlerbehebung: Ermittlung der Kippmomente bei kegeligen Wälzkörpern

  • Fehlerbehebung: Verbesserte Schätzung der Rollenwinkel bei Kegelrollenlagern

  • Fehlerbehebung: Berechnung des Verunreinigungsbeiwert e_C im Lastkollektiv

  • Fehlerbehebung: Umrechnung des Axialspiels von Wälzlagern

  • Fehlerbehebung: Konvergenzprobleme bei niedrig belasteten Lagern mit Spiel bei Verwendung des SKF calculation service

  • Fehlerbehebung: Spannungsverlauf der Axialkraft für DIN743

  • Fehlerbehebung: Bestimmung Lastverteilungsfaktor K_Lambda bei Passfedern verbessert

  • Fehlerbehebung: Torsionswinkel bei Verwendung von FE-Wellen

  • Fehlerbehebung: Querschnittsberechnung bei Kerbform Querbohrung

  • Fehlerbehebung: Biegemomentenbelastung Passverzahnungen

  • Fehlerbehebung: Negative mittlere Spannung für Zug/Druck führte zu falschem Stoßfakor (DIN 743)

  • Fehlerbehebung: Modellierung einwangiger Planetenstufen

  • Fehlerbehebung: Anzeige der Koppelungen in der Schaltmatrix bei Planetenstufen

  • Fehlerbehebung: Einfügewizard für Planetenstufen (Anwendungsfall: zweiwangige Planetenträger mit Übersetzung ins Langsame)

  • Fehlerbehebung: Einfügewizard für Stirnradstufen (Anwendungsfall: beide Räder werden auf bestehenden Wellen eingefügt)

  • Fehlerbehebung: Radkörper im 3D Modell verschwindet nach Berechnung

  • Fehlerbehebung: Vorgabe der Eintauchtiefe bei Planetenstufen

  • Fehlerbehebung: REXS Export Flankenmodifikationen zusätzliche Konsistenzprüfung

  • Fehlerbehebung: FEM-Verformungsberechnung auch bei geschlossener 3D-Ansicht

  • Fehlerbehebung: Lizenzablauf-Warnung wird im Batch-Modus nicht mehr angezeigt

  • Fehlerbehebung: Berechnung Schneckenverluste nach FVA 729