COPRA Rollformen. Profile - Bandbreitenberechnung Statik - Sicken und Krallen
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- Hartmut Egger
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1 COPRA Rollformen Profile - Bandbreitenberechnung Statik - Sicken und Krallen
2 Profile Profil erzeugen Bandbreitenberechnung Statik Sicken und Krallen Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 2
3 Profil erzeugen Profil aus AutoCad COPRA Profilentwurf Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 3
4 Profil aus AutoCad Funktion starten Polylinie wählen Blechdicke eingeben Mittellinie oder Konturlinie wählen bei Konturlinie Seite wählen Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 4
5 Profilentwurf neues Profil / neue Elemente Typ des Profils/Elements wählen Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 5
6 Profilentwurf Profil spiegeln Schwerpunkt des Profils auf 0,0 Profilelementkette löschen Ein Profilelement löschen Aktuelles Profil löschen Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 6
7 Profil Hilfsmittel Profil editieren Profil schieben Profil drehen Element teilen Elemente zusammenfassen Alle Elemente zusammenfassen Gleiche Elementanzahl bei zwei Profilen Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 7
8 Profil Utils Profilteil in Datei speichern Profilteil aus Datei lesen Blume schreiben Blume lesen Blechdicke ändern Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 8
9 Bandbreitenberechnung Berechnung der Bandeinlaufbreite
10 Bandbreitenberechnung Modellbildung Durch die Verformung und damit verbundene Einschnürung des Materials in der Biegezone tritt bei vorausgesetzter Volumenkonstanz eine Längung der Breitenkoordinate des Bleches ein Praxis Modell
11 Volumenkonstanz in der Modellbildung Aus Untersuchungen ist bekannt, dass die Blechdicke im Bereich von Biegungen am Scheitelpunkt am geringsten ist und erst weit am angrenzenden Schenkel die ursprüngliche Blechdicke erreicht. Daraus lässt sich die Annahme ableiten, dass die Flächen zwischen dem tatsächlichen und dem gedachten Verlauf auf beiden Seiten des betrachteten Übergans gleich groß sind. -> Die Querdehnung kann daher auch im Modell aus der Volumenkonstanz bestimmt werden.
12 Bandbreitenberechnung DIN 6935 PROKSA BOGOJAWLENSKIJ VDI 3389 OEHLER Standardformel aus Tabelle Benutzerdefiniert Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 12
13 Bandbreitenberechnung nach DIN 6935 Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 13
14 Bandbreitenberechnung nach DIN 6935 Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 14
15 Bandbreitenberechnung nach DIN Einschränkungen nkungen Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 15
16 Bandbreitenberechnung nach Proksa Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 16
17 Bandbreitenberechnung nach Poksa Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 17
18 Bandbreitenberechnung nach Bogojawlenskij Basiert auf Methoden der math. Statistik Herleitung stützt sich auf Winkel und U-Profile Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 18
19 Bandbreitenberechnung nach VDI 3389 Biegeumformen bei 90 Grad Keilbiegen Richtwerte entstammen den Ergebnissen langjähriger Großzahlermittlungen Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 19
20 Bandbreitenberechnung nach VDI 3389 Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 20
21 Bandbreitenberechnung nach Oehler Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 21
22 Bandbreitenberechnung Standardformel Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 22
23 Bandbreitenberechnung Tabelle Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 23
24 Bandbreitenberechnung benutzerdefiniert Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 24
25 Bandbreitenberechnung Bandbreitenberechnung starten Bögen auswählen In der Liste Mit Fadenkreuz Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 25
26 Bandbreitenberechnung BOGOJAWLENSKIJ wird für U-Profile und Winkel empfohlen VDI 3389 nur mit 90 Grad Bögen OEHLER für Bögen zwischen 30 und 150 Grad Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 26
27 Querschnittskennwerte Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 27
28 Querschnittskennwerte Eigenlast Bandstärke Bandbreite Schwerpunkt Flächenmoment bzgl. X- und y-achse Widerstandsmoment bzgl. Y- und z-achse Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 28
29 Querschnittskennwerte Max. Randabstand bzgl. Y- und z-achse Punkte des Profilquerschnittes, die vom gewählten Berechnungsursprung den größten Abstand haben. Trägheitsradius Der Trägheitsradius entspricht dem Radius eines dünnen Kreisringquerschnitts, auf dessen Oberfläche man sich die Fläche eines Profilquerschnitts verteilt denken muss, um das entsprechende Trägheitsmoment zu bekommen. Schubmittelpunkt Belastet man ein Profil mit einer positiven Querkraft, die nicht durch den Schwerpunkt läuft, dann wird dadurch eine Schubspannung hervorgerufen. Bezüglich des Schwerpunktes ergeben die Schubkräfte ein Torsionsmoment, das bei dünnwandigen offenen Profilen nicht vernachlässigt werden darf. Es wird kompensiert, wenn die Belastungsebene nicht durch den Schwerpunkt, sondern durch den Schubmittelpunkt läuft. Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 29
30 Querschnittskennwerte Hauptachsenwinkel Durch den Schwerpunkt einer beliebigen ebenen Fläche lassen sich beliebig viele Drehachsen legen. Für zwei bestimmte, senkrecht aufeinander stehende Achsen ist das Flächen-Trägheitsmoment am größten bzw. am kleinsten. Nur um diese beiden Achsen ist eine stabile Rotation (keine dyn. Unwucht) einer frei beweglichen Fläche möglich. Diese Achsen bezeichnet man als die Haupt-Trägheitsachsen einer Fläche. Für jede beliebige ebene Fläche existieren stets zwei zueinander senkrechte Haupt-Trägheitsachsen, für die Flächen-Trägheitsmomente minimale und maximale Extremwerte annehmen, während das Deviationsmoment verschwindet. Das Deviationsmoment wird extrem für die Bezugsrichtungen, die gegenüber den Haupt-Trägheitsachsen um 45 Grad verdreht sind. im Hauptachsen-System sind die Schubspannungen gleich Null. Symmetrieachsen sind immer Hauptachsen Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 30
31 Torsionsträgheitsmoment Ein Torsionsmoment Mt ruft in einem Querschnitt Schubspannungen hervor, die Torsionsspannungen genannt werden. Das Torsionsträgheitsmoment ist ein Maß für den Widerstand des Querschnittes gegen Verdrehen. Bei Kreisringquerschnitten wächst die Torsionsspannung linear mit dem Abstand vom Schwerpunkt. Der Größtwert tritt am Rande auf. Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 31
32 Torsionsträgheitsmoment Bei Rechteckquerschnitten befindet sich die größte Schubspannung in der Mitte der langen Seiten. Sie fällt in den langen Seiten etwa parabolisch bis zu den Ecken auf den Wert Null. Profilquerschnitte sind als Streifenquerschnitte aufzufassen, die aus langen Rechtecken bestehen. Das führt zu einer ähnlichen Spannungsverteilung wie bei Rechteckquerschnitten. Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 32
33 Torsionsträgheitsmoment Profilquerschnitte sind als Streifenquerschnitte aufzufassen, die aus langen Rechtecken bestehen. Das führt zu einer ähnlichen Spannungsverteilung wie bei Rechteckquerschnitten. Mit den von COPRA errechneten Werten für das Widerstandsmoment und das Torsions-Trägheitsmoment lässt sich somit errechnen, ob ein Profil den durch ein Torsionsmoment verursachten Schubspannungen standhält. Dazu muss vom Materiallieferanten die max. zulässige Torsionsspannung erfragt werden. Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 33
34 Wölbwiderstand Neben dem reinen Durchbiegen kann bei einem Profil bei Belastung mit einer Längskraft eine räumlich gekrümmte und tordierte Gleichgewichtslage eintreten, wenn der Kraftangriffspunkt nicht durch den Schubmittelpunkt geht. Dadurch wird das Profil durch zusätzliche Schubspannungen belastet. Der Wölbwiderstand ist ein Maß für die Behinderung der Verwölbung. Damit lassen sich aus Torsion und Längskraft zusammengesetzte Belastungen berechnen Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 34
35 Querschnittskennwerte Profil geschlossen Profile können durch Schweißen geschlossen werden. Je nach Belastung muss der Anwender entscheiden, ob eine Verformungshemmung durch ein geschlossenes Profile vorliegt Materialdehnung berücksichtigen Ist der Toggle gesetzt, basiert die Oberflächenberechnung auf der tatsächlich berechneten Bandbreite (Einschnürung). Aufgrund der Materialspannung während der Umformung ist dieser Wert kleiner als die geom. Mittellinie. Diese Berechnungsmethode ist am genauesten. Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 35
36 Sicken und Krallen Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 36
37 Diskussion und Fragen Copyright data M Sheet Metal Solutions GmbH. All rights reserved 37
38 Weitere Webinare: data M Sheet Metal Solutions GmbH I Am Marschallfeld 17 I D Valley Germany I Tel.: +49(0)8024/640-0 I Fax: +49(0)8024/ datam@datam.de I I
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