Druckbeanspruchungen - Finite Elemente Modelle der Statik und Festigkeitslehre - page 247

Zu Tafel 4/19: Bei der Modellbildung für den Zapfen in der Lagerschale liegt der
Schwerpunkt der Untersuchung im Bereich der unmittelbaren Berührungszone der
beiden Bauteile. Die Lagerschale ist definiert durch die Bohrung im Lagerbock. Mo-
delliert wird nur ein Halbschnitt. Durch Nutzung des Symmetrieansatzes erfolgt die
Berechnung für das gesamte Bauteil.
Da ein Zapfen beweglich sein muss, wurde ein Spiel von S m = 0,106 mm zur
Lagerschale festgelegt (Abb. 4.28.). Die gewählte Ausgangslage zeigt, dass vom Zap-
fen in vertikaler Richtung eine Kraft in die Lagerschale eingeleitet wird. Aus dieser
Beanspruchungssituation ergibt sich die Forderung nach günstiger Vernetzung in
diesem Bereich.
Der geringe Durchmesserunterschied führt zu einer guten Anschmiegung des Zap-
fens in der Lagerschale. Zwar liegt immer noch eine Punktberührung nach HERTZ-
scher Theorie vor, aber die diskrete Zerlegung der Kreisbögen in die segmenthafte
Form der Elemente führt je nach Vernetzungsdichte zu mehr oder weniger großen
Kontaktflächen.
Bei der Aufbereitung des Modells in Einzelflächen wurde auf Einfachheit orien-
tiert. Der obere Teil des Modells wird jeweils nur durch eine Fläche dargestellt, im
unteren Teil des Modells erfolgt eine Zerlegung nur in jeweils 2 Teilflächen. Das hat
zur Folge, dass sich die gewünschte enge Vernetzung um die Kontaktstelle auch auf
weniger interessante Bereiche fortsetzt. Die Steuermöglichkeiten sind begrenzt und
beschränken sich auf den oberen Bereich.
Die grafischen Ergebnisse entsprechen den Vorstellungen über die Spannungsver-
teilung in der Druckzone. Der maximale Pressungswert (p max = 49 N/mm 2 ) gilt als
Richtwert und muss durch Veränderungen der Netzdichte verifiziert werden. Dassel-
be gilt für den Verschiebungswert Uy max = 2,6 μm, der als Verformung im Lager
aufgefasst werden kann. Beiden Werten kann bescheinigt werden, dass sie den tech-
nischen Vorstellungen entsprechen.

K5

K12

y

y

K8

K6

x

K11

K13

x

K10

K7

Abb. 4.28. Position des Zapfens in der Lagerschale