KISSsoft-Release 03/2017

Transkript

1 KISSsoft-Release 03/2017 Änderungen von Release 03/2016 auf Release 03/2017 Ausgabedatum: März 2017 KISSsoft AG Rosengartenstrasse Bubikon Schweiz Tel: Fax: info@kisssoft.ag

2 Inhalt Allgemein... 3 Basispakete... 3 Basispakete... 3 System... 5 KISSsys... 5 Expertenzusätze KISSsys... 7 Zuverlässigkeit... 7 Expertenzusätze Zahnräder... 7 Stirnräder... 7 Konfiguration / Dimensionierung... 7 Methoden zur Festigkeitsberechnung... 7 Kontaktanalyse... 7 Kegelräder... 8 Weitere zahnradspezifische... 8 Expertenzusätze Wellen und Lager... 9 Wellen... 9 Weitere wellenspezifische... 9 Lager... 9 CAD-Schnittstellen D Export Diese Änderungen haben Einfluss auf die Ergebnisse, wenn eine vorhandene KISSsoft- Berechnung von einem älteren Release geöffnet wird. Die neuen Funktionen bringen Verbesserungen ab Release 03/2017 mit neuen n und Berechnungen sowie erhöhtem Bedienkomfort / 10

3 Allgemein Allgemein Alle KISSsoft FE-Berechnungen (Planetenträger, Radkörper, Zahnfuss-Spannungen) haben nun eine Eingabe für die Netzfeinheit. Datenbank Datenbankstruktur: Die Datenbanken wurden aufgeteilt in KDB-Dateien, die mit der KISSsoft Installation kommen, und in UDB Dateien, die benutzerdefinierte Datensätze beinhalten. Werkstoffe: 4 neue Kunststoffe wurden hinzugefügt: - Genestar N1000A, Genestar N1001A, Genestar N1002A (von Kuraray) - Grivory HTV5H1 (von EMS-Grivory) Wöhlerlinien (Zahnfuss) für 3 Sabic Kunststoffe wurde hinzugefügt: - Lubricomp KA000M, Lubricomp KL004, Lubricomp RAL23 Schmierstoffe: Von Interflon wurden Fette und Öle hinzugefügt. Öldaten von Klüber wurden aktualisiert. Wälzlager: Die Daten für SKF-Lager wurden nach den aktuellen Herstellerspezifikationen aktualisiert. Ebenfalls wurden einige Lagerdaten für Hybridlager zugefügt. Wälzlager: Die Daten von Schaeffler (FAG, INA-Lager) wurden nach den aktuellen Herstellerspezifikationen aktualisiert. Wälzlager: Zusätzliche Lagerarten für TIMKEN-Lager ergänzt: Rillenkugellager (einreihig) und Axial-Pendelrollenlager. Die Lagerdaten wurden nach den aktuellen Herstellerspezifikationen aktualisiert. Wälzlager: Die Daten für KOYO-Lager wurden nach den aktuellen Herstellerspezifikationen aktualisiert. Wälzlager: die Lagerarten Hybridlager und Axial-Schrägrollenlager wurden zugefügt. Von INA wurden Lagerdaten für Axial-Schrägrollenlager zugefügt. Weiter wurden Hybridlager zugefügt (Rollen oder Kugeln aus Keramik). In einem neuen Kommentarfeld werden Herstellerkommentare angezeigt. Basispakete Basispakete ZPK Stirnrad-Basispaket Japanische JIS Normen: Bezugsprofile nach JIS sowie die Qualitätsnormen JIS B :1998, JIS B :2016 und JIS B :1998 wurden hinzugefügt / 10

4 Kunststoffe: Materialpaarungsabhängige Verschleiss-, Reibungs- und Wärmeübertragungskoeffizienten nach VDI 2736 wurden in spezielle DAT-Files (KISSsoft /dat) abgelegt. Wenn die Option in den modulspezifischen Einstellungen aktiviert ist, werden bei den Berechnungen die Werte aus den DAT-Files verwendet. Eingabe der Trägheitsmomente: In Details im Tab Belastung kann bei Bedarf das Trägheitsmoment der Zahnräder eingegeben werden. Die Angabe wird verwendet bei der Berechnung des Dynamikfaktors. Berechnung der gehärteten Schicht nach DNV41.2: Bedingung für die Härte an der Oberfläche wird mit der Sollsicherheit für Pitting berechnet. Die Angabe des Verdrehspiels der Zahnradstufe jtsys und der Verdrehsteifigkeit cr erfolgt nun immer bezogen auf den Eingang bei festgehaltenem Abtrieb. Die Angabe des Trägheitsmoments TraeghMom der Zahnradstufe erfolgt immer bezogen auf den Eingang. Die Berechnung des Trägheitsmomentes bei Planetenstufen ist verbessert. Die Berechnung der Masse der Zahnräder erfolgt neu mit dem Mittendurchmesser dm nach Gleichung 5.21 in ISO6336. Die Toleranzen nach der neuen Ausgabe AGMA B15 werden zusätzlich zu den Toleranzen nach der bisherigen AGMA A06 ausgegeben, da das Toleranzsystem komplett geändert wurde, werden beide Angaben gezeigt. AGMA B15 verlangt die Eingabe einer Toleranzklasse «R20.. R30». Diese Klasse kann in Version 2017 noch nicht eingegeben werden. Die Klasse wird aus der Toleranz «A» nach AGMA A06 bestimmt wie folgt: Toleranz «R» = Toleranz «A» + 18 (Beispiel: A6 ergibt R24). WPK Wellen- und Lager-Basispaket Welleneditor: Beim Kraftelement Kegel-/Hypoidrad kann nun der Teilkegel angezeigt werden. Durch Klick mit der rechten Maustaste kann die Darstellung selektiert werden. Die Umrechnung der Position des Kegel- oder Hypoidrades kann nun neu über die KISSsoft Datei vorgenommen werden. Beim Kraftelement Stirnrad kann die Radkörperdeformation von asymmetrischen Radkörpern nun auch aus einer Steifigkeitsmatrix eingelesen werden. Die Steifigkeitsmatrix kann in den Formaten nach ABAQUS, NASTRAN, CodeAster, Native ANSYS und KISSsys Format vorliegen. Elementliste: Die Elementliste ist nun integriert in den Elementeditor. Wenn man auf die Elemente Aussenkontur, Innenkontur, etc. klickt, erscheint die Elementliste direkt im Fenster vom Elementeditor. Zusätzlich erscheinen nun auch die Wellen im Elementeditor als Default, wenn kein anderes Element ausgewählt ist. In dieser Wellenliste können die Betriebstemperaturen, die Drehzahlen sowie die Drehrichtungen und die Werkstoffe geändert werden. Der entsprechende Dialog für die Drehzahlen im Tab Basisdaten ist dadurch entfallen. Grobauslegung der Welle: Die Wellendurchmesser können bezüglich der Sollsicherheit und die Wälzlager bezüglich der Lagerlebensdauer ausgelegt werden. Verschiedene Strategien können vorgegeben werden, nach welchen Prioritäten die Auslegung erfolgen soll / 10

5 Unter anderem können die Längen der Zylinder entsprechend der Abmessungen der Wälzlager und Kraftelelemente automatisch angepasst werden. Die Zuverlässigkeit der Wälzlager einzeln und in Kombination werden in der Grafik Wälzlager Zuverlässigkeit angezeigt. Lager-Lebensdauerberechnung, klassisch: Die Berechnungsmethode Wälzlagerlebensdauer klassisch, ohne Berücksichtigung der Druckwinkel wird nicht mehr angezeigt, weil die Methode sehr vereinfacht ist. Für Berechnungen aus älteren KISSsoft Versionen ist die Methode weiterhin verfügbar. MPK Welle-Nabe-Verbindungen Zahnwellen: Die Festigkeitsberechnung für evolventische Zahnwellenverbindungen nach AGMA 6123-C16 ist jetzt implementiert. Zusätzlich wurde bei der Berechnung nach AGMA 6123 die Auswahl für die Achs-Schiefstellung und Breitenballigkeit hinzugefügt, sowie die Berechnung zur Überprüfung des Kranzbruchs. Zylindrischer Presssitz: Die Dokumentation zur Durchmesserzunahme im Betrieb wurde erweitert. Konischer Presssitz: Bei der Berechnung Nachrechnung nach Kollmann kann nun für die Montage wahlweise die Option Aufschubkraft oder Aufschubweg definiert werden. SPK FPK Schraubenberechnung: Die Grafik Verspannung wurde mit zusätzlichen Parametern erweitert. Federn: Die Norm für Druckfedern DIN EN :2013 wurde aktualisiert: Die Toleranzen Geometrie und Toleranzen Kräfte können separat ausgewählt werden, und die Werkstoffe sind aktualisiert. Die Norm für Torsionsfedern DIN EN :2014 wurde aktualisiert. Einige Toleranznormen für Drahtdurchmesser wurden zugefügt und bestehende aktualisiert (DIN EN 10218:2012, DIN EN :2012). LPK HPK Festigkeitsnachweis mit örtlichen Spannungen: Die Dauerfestigkeitsrechnung für randschichtverfestigte Bauteile nach FKM Richtlinie Kapitel 5.5 ist implementiert. Gleichzeitig kann die Kernhärte aus der Zugfestigkeit Rm bestimmt werden. Hertzsche Pressung: Die Hertzsche Pressung kann nun für beliebige Kontaktgeometrien gerechnet werden. Als Resultat werden die Kontaktdeformationen, die Spannungen an der Oberfläche und die Spannungen unterhalb der Oberfläche ausgegeben. Die Berechnung erfolgt nach der Literatur Contact Mechanics von K.L.Johnson, Cambridge University. Recht: K14a System KISSsys / 10

6 SYS KISSsys Zuverlässigkeit: Die Zuverlässigkeit des gesamten Antriebsstranges wird berechnet nach Bertsche (Aufruf unter System CalculateReliability). Die Darstellung erfolgt über die Grafiken Systemzuverlässigkeit und Systemausfallwahrscheinlichkeit (benötigt Modul KLR). Gruppenbasiertes Modellieren: Es sind neue Baugruppen mit verschiedenen Planetenbauarten verfügbar, darunter auch Wolfrom und Ravigneau Kinematiken. Der Anwender kann auch eigene Baugruppen definieren und hinterlegen. Welle aufteilen: Die Welle kann an einer beliebigen Stelle getrennt werden (Aufruf der Split- Funktion mit Rechtsklick auf die Welle). Referenzpunkt Temperatur setzen: Neu kann ein Referenzpunkt (x,y,z Koordinaten) für das ganze Getriebe gesetzt werden. Daraus wird für jede Welle der entsprechende lokale Referenzpunkt ermittelt und in die Wellenberechnung übertragen (Aufruf der Funktion unter System SetThermalReference ). Template Zusatzresultate: Im Template Zusatzresultate kann nun neu die Verdrehung des Antriebsstranges unter Last bei festgehaltener Antriebs- oder Abtriebswelle berechnet werden (Torsionssteifigkeit). Die Berechnung ist auch für lastverzweigte Antriebsstränge möglich. Weiter kann eine Kostenberechnung des Getriebes gemacht werden (gleiche Funktionalität wie bei GPK Modellen). Die bisherige Berechnung des Verdrehspiels und der Trägheit des Systems wurde für Planetenstufen verbessert. Template Lastkollektive: Der Breitenlastfaktor KHb und Lastverteilungsfaktor Kgamma können nun bei Lastkollektiven wahlweise als eigene Eingabe oder über die Berechnung berücksichtigt werden. Pro Lastkollektivelement können verschiedene Temperaturen vorgegeben und die Modalanalyse durchgeführt werden. Planetenträger Deformation: Der Aufruf der Planetenträgerdeformationsrechnung ist nun in KISSsys möglich. Die Funktion CalculateFEMCarrier ist durch Klick mit der rechten Maustaste auf die KISSsoft Planetenberechnung verfügbar. Die Verformung kann damit vorab mit Nennlast berechnet werden. Bei Teillasten werden die Verfomungen skaliert. 2D Grafik: Es können nun 2D Grafiken erstellt werden, über die Vorgabe von X,Y Werten (ähnlich zu Excel). Handhabung: Die Objekte können nun umbenannt, ausgeschnitten und eingefügt werden. Referenzen können innerhalb des KISSsys Modells gesucht und folglich, wenn nötig, korrigiert werden (zu aktivieren unter Extras Einstellungen Allgemein). Vom Benutzer durchzuführende Änderungen der KISSsys-Modelle: Verbesserungen von Templates und KISSsys internen Programmierungen erfordern ggf. eine Anpassung benutzergenerierter Codes in früheren KISSsys-Releases. Eine Liste der Änderungen ist auf Anfrage erhältlich. GPK Getriebe-Berechnungspaket GPK-Modelle: Die GPK Modelle wurden mit den neusten Templates des Releases 2017 aktualisiert, beispielsweise mit der Berechnung der Zuverlässigkeit (benötigt Modul KLR), der Verdrehsteifigkeit des Antriebstranges und weiteren / 10

7 Expertenzusätze KISSsys KS2 KS3 KS4 Verlustleistung und Wirkungsgrad: Die Verluste von Gleitlagern werden nun in der Wirkungsgradberechnung ebenfalls gerechnet. Die KISSsoft Gleitlagerberechnung kann zu einem Element allgemeines Lager zugewiesen werden. Der Temperaturverlust von Kühlern kann manuell vorgegeben werden. Schwingungsberechnung: Die Modalanalyse kann nun für Drei-Räderketten, Vier- Räderketten und Planetensysteme durchgeführt werden. Die Daten des KISSsys Modells können über die Funktion ShaftsSystems ExportSystemModelData im XML Format herausgeschrieben werden. Gehäuseverformung: Die Steifigkeitsmatrix kann jetzt zusätzlich im nativen Format von ANSYS und im Format von ALTAIR OptiStruct eingelesen werden. Zuverlässigkeit KLR Zuverlässigkeit: Berechnung der Zuverlässigkeit nach Bernd Bertsche, mit 3 Parameter Weibull-Verteilung. Die Ergebnisse für die Verzahnungen (Biegung, Grübchen) werden in den Protokollen (Abschnitt Lebensdauer) und für Wälzlager in den Grafiken dargestellt. Recht: K18 Expertenzusätze Zahnräder Stirnräder Konfiguration / Dimensionierung ZA4 ZA6 Feinauslegung: Fräser und Stossradlisten können pro Rad separat vorgegeben werden. Profilkorrekturen mit Schleifschnecken / Abrichtscheiben: Kontrolle, ob eine gewünschte Kopfrücknahme mit einer vorhandenen Schleifschnecke / Abrichtscheibe erzeugt werden kann. Dazu werden in einer Datei alle vorhandenen Schleifschnecken / Abrichtscheiben erfasst. Die geeigneten Schleifschnecken / Abrichtscheiben werden dann in einer Tabelle angezeigt, sowie auch die damit tatsächlich erreichte Kopfrücknahme. Recht: Z19j Methoden zur Festigkeitsberechnung ZA24 Zahnfuss-Spannungen mit FEM: Berechnung der Zahnfussspannungen mit 2D-FEM-Ansatz für Stirnräder (gerad- oder schrägverzahnt). Das ist besonders von Interesse, wenn Schleifkerben im Zahnfuss vorhanden sind. Recht: Z38 Kontaktanalyse / 10

8 ZA30 ZA34 Kontaktanalyse für Stirnräder und Planetenräder Die Berechnung des Verschleissvolumens pro Zahn wurde hinzugefügt. Die Resultate werden auch bei der Korrekturen-Auslegung dargestellt. Proportionale (lastabhängige) Verformungen der Achslage: Bei der Definition der Achslage werden die lastabhängigen Deformationen weiterhin in μm eingegeben (bezogen auf das aktuelle Nenndrehmoment). Intern werden die Angaben neu als Steifigkeit gespeichert. In der Eingabemaske wird das verwendete Nenndrehmoment angezeigt. Bei einer Änderung des Nenndrehmomentes wird die Deformation skaliert. ZA33 ZA35 Korrekturen-Auslegung: Bei der Auslegung von Korrekturen mit Kontaktanalyse und verknüpften Wellendateien kann nun auf eine schnellere Berechnung umgeschaltet werden. Dabei wird die Wellenverformung nur einmal pro Teillast berechnet. Breitenlastfaktorberechnung KHβ: Die Radkörperverformung gemäss der Steifigkeitsmatrix, beispielsweise aus DPK, kann nun bei der Berechnung nach ISO Anhang E mitberücksichtigt werden. Die Steifigkeitsmatrix kann in den Formaten nach ANSYS, ABAQUS und ALTAIR OptiStruct verwendet werden. In den Grafiken Lastverteilung und Klaffen werden neu bei Lastkollektiven die Angaben zu allen Lastkollektivelementen angezeigt. Um auch positive und negative Drehmomente anzeigen zu können, ist die Darstellung geändert worden. Wenn die linke Flanke in Kontakt ist, wird die Linienlast (Klaffen) als positiv angezeigt, wenn die rechte Flanke in Kontakt ist, als negativ. ZA36 Verformung des Planetenträgers: Die Planetenträgerparameter können nun als Faktoren oder Längen (Absolutwerte) eingegeben werden. Der Trägerwerkstoff kann aus der Werkstoffdatenbank der Wellenberechnung ausgewählt werden. Kegelräder ZC1 ZC33 Kegelradgeometrie: Option für Schleifen Fuss und/oder Flanke im Tab Fertigbearbeitung hinzugefügt. Im Protokoll wird neu das zusätzliche Flankenspiel ausgegeben, welches durch das axiale Verschieben des Kegelrades erzeugt wird (Berechnung nach ISO/TR 22849). Der Betrag für das zusätzliche Flankenspiel wird über den Faktor j* vorgegeben (unter Modulspezifische Einstellungen Allgemein ). Korrekturenauslegung für Kegelräder: Optimierung der Zahnflanken- und Zahnprofil- Modifikationen, Optimierte Kombinationen und Variationsmöglichkeiten wie z.b. Kreuzvariationen von Beträgen und Koeffizienten, Klassiert alle Lösungen in Bezug auf verschiedene Kriterien, Grafische Darstellung der Klassierung. Funktioniert auch mit topologischen Korrekturen. Recht: Z7o Weitere zahnradspezifische ZZ4 ZZ6 Flankenbruch: ISO/DTR (Juli 2016), Methoden B1 und B2 wurden implementiert und beinhalten nun zwei Varianten zur Berechnung des Härteverlaufs in der Tiefe. Kunststoff-Manager: Das neue Modul erlaubt eine einfache Erzeugung von Kunststoff Werkstoffdateien (DAT-Files) basierend auf den Materialeigenschaften und gemessenen / 10

9 Daten vom Prüfstand nach VDI (benötigt Modul ZA21 oder ZE5). Die Werkstoffdateien können direkt in die KISSsoft-Datenbank gespeichert werden. Recht: K17 Expertenzusätze Wellen und Lager Wellen WA1 WA4 WA6 WA7 WA7 WA8 WA10 WA11 Koaxiale Wellen: Wenn zwei Wellen mit einem verbindenden Axiallager gelagert werden, kann nun das Axiallager am Ende einer Welle positioniert werden. Somit muss die Wellengeometrie nicht mehr virtuell verlängert werden, um die Berechnung durchführen zu können. Innere Geometrie: Für Axialnadellager wird die innere Geometrie approximiert. Somit kann die nichtlineare Lagersteifigkeit für diese Lagerbauart ermittelt werden. Kritische Drehzahlen: Bei koaxialen Wellen mit allgemeinen Verbindungen, welche eine feste Drehverbindungen aufweisen, werden nun die Drehzahlen in der Campbell Diagramm Berechnung auf alle Teilwellen übertragen. Auch die Änderung des Lagerspiels von Wälzlagern wird in der Campbell Berechnung berücksichtigt. DIN 743, FKM-Richtlinie: Für Hohlwellen kann nun definiert werden, ob die Wärmebehandlung als Vollwelle durchgeführt wurde. Damit werden die entsprechenden Faktoren in der DIN 743 und FKM-Richtlinie beeinflusst. FKM Richtlinie: Die Dauerfestigkeitsrechnung für randschichtverfestigte Bauteile nach Kapitel 5.5 ist implementiert. Gleichzeitig können die Optionen für Faktor Kf nach 4.3.2, und die Bestimmung der Kernhärte aus der Zugfestigkeit Rm angewandt werden. Lastkollektive: Für jedes Lastkollektivelement kann jetzt eine eigene Temperatur vorgegeben werden. Diese wird in der Berechnung des Lagerspiels und somit auch in der Lebensdauer nach ISO/TS berücksichtigt. AGMA 6001/6108: Lastkollektivelemente können nun einzeln gerechnet werden, analog zu DIN oder FKM Richtlinie. Erzwungene Schwingung: Schwingungsberechnung der Welle aufgrund der Unwuchtanregung. Die exzentrische Masse wird als Zusatzmasse definiert. Die Auswertung der Amplitude etc. erfolgt an Dokumentationspunkten, welche an beliebigen Stellen der Welle positioniert werden können. Recht: W14 Weitere wellenspezifische DPK Radkörperdeformation: Ausgabe der Steifigkeitsmatrix, anstelle der Einflussmatrix. Die Radkörperdeformation kann nun auch für Innenverzahnungen berechnet werden. Die Eingabe kann mit Faktoren oder Absolutwerten erfolgen. Lager / 10

10 WB1 WB2 Modifizierte Lagerberechnung: Die Verunreinigung kann nun wahlweise für jedes Wälzlager einzeln vorgegeben werden (muss in Modulspezifische Einstellungen Wälzlager aktiviert werden). Die Eingabe erfolgt im Elementeditor im Reiter Schmierung. Wälzlager ISO/TS 16281: Lagerlebensdauerberechnung für Axialnadellager mit innerer Geometrie verfügbar. Grafik: Eine neue Grafik für Spannungen unterhalb der Kontaktoberfläche ist verfügbar. Die Spannungsverteilung auf der Laufbahn wird nun auch für Kugellager angezeigt. WB3 Hydrodynamische Lager: Die Norm DIN steht jetzt zur Verfügung. Sie ist ähnlich zur ISO 7902, aber erweitert um verschiedene Parameter und deckt einen grösseren B/d Bereich ab. Recht: W7e WB4 Nachrechnung von Wälzlagern nach ISO/TS 16281: Die Lagerringe können neu als elastisch berücksichtigt werden. Externe Lasten werden auf Aussen- oder Innenring definiert und die Deformation des Lagerringes iterativ mit der Einfederung der Wälzkörper ermittelt. Da diese Berechnung typischerweise an Planetenrädern durchgeführt wird, kann die Last direkt aus der Planetenstufenberechnung eingelesen werden. Im Protokoll Wälzlager wird die Änderung des Lagerspiels aufgeführt. Die Lagerringe können nun auch ein Verkippen aufweisen. Die Definition der Eigenschaften der Lagerringe erfolgt neu im Reiter Innenring resp. Aussenring. WB5 Wälzlager Feinauslegung: Die innere Geometrie der Lager kann mittels Variationsrechnung optimiert werden. Die Varianten werden in Listenform oder grafisch dargestellt (benötigt Modul WB4). Recht: W51a CAD-Schnittstellen 3D Export CB2 CB3 CB4 Siemens Solid Edge: Schnittstelle zu Solid Edge ST9 wurde implementiert. SOLIDWORKS: Schnittstelle zu SOLIDWORKDS 2017 wurde implementiert. Autodesk Inventor: Schnittstelle zu Autodesk Inventor 2017 wurde implementiert. CB7 Siemens NX: Schnittstelle zu NX 11 implementiert. Es werden nur Versionen bis NX 8 unterstützt. CB8 CB9 CB10 Think3-Integration: Die Schnittstelle wird nicht mehr in KISSsoft unterstützt und ist nicht mehr erhältlich. Creo Elements / Direct Modeling: Die Schnittstelle wird nicht mehr in KISSsoft unterstützt und ist nicht mehr erhältlich. Ascon Kompas: Die Schnittstelle wird nicht mehr in KISSsoft unterstützt und ist nicht mehr erhältlich / 10