Eine neue Version der MESYS Wellen- und Wälzlagerberechnung mit neuen Möglichkeiten ist jetzt verfügbar. Die Wälzlagerberechnung erlaubt die Berechnung der Lastverteilung im Lager sowie der Referenzlebensdauer nach DIN 26281 (ISO/TS 16281). Sie ist integriert in eine Wellenberechnung mit weiteren Möglichkeiten wie der Berechnung von Wellenfestigkeit, Eigenfrequenzen oder Schnittstellen zu Verzahnungsberechnungen. Die Software ist bei Kunden in 32 Ländern auf 4 Kontinenten im Einsatz. Die neue Version ist unter Downloads verfügbar.
Allgemeine Erweiterungen
Die Visualisierung von 3D-Grafiken erfolgt nun mit OpenGL 4, was das Darstellen von gekrümmten Linien ermöglicht. Zylinder für Wellen oder 3D-Netze mit quadratischen Elementen können nun inklusive der Krümmungen dargestellt werden.
Die Lagerdatenbanken von SKF und NSK wurden aktualisiert. Sie enthalten nur Katalogdaten wie bislang. Eine neue Lagerdatenbank von Napoleon Engineering Services wurde hinzugefügt und enthält verschlüsselte Innengeometrie für Dreipunktlager mit geteiltem Innenring. Die Datenbanken von CSC und HQW/Barden, die interne Geometrien enthalten, sind gegenüber der vorherigen Version unverändert. Weitere verschlüsselte Datenbanken mit Innengeometrie sind von GMN, IBC, SPL und GRW erhältlich, müssen aber beim Hersteller angefordert werden.
In der Statusleiste der Software wurde ein neuer Schalter mit ‚M‘ oder ‚A‘ hinzugefügt, der eine automatische Berechnung nach jeder Änderung der Eingaben ermöglicht. Alle Ergebnisse einschließlich der Grafiken werden dabei aktualisiert. So lässt sich schnell erkennen, welche Auswirkungen Variationen der Eingaben auf die Ergebnisse haben.
Bei den statistischen Parametervariationen werden zusätzlich zu den Diagrammen für Wahrscheinlichkeitsverteilungen nun auch kumulative Verteilungen angezeigt.
Kumulative Verteilung in der statistischen Parametervariation
Erweiterungen in der Wälzlagerberechnung
Die Lagerdatenbanken können nun Werte für Vorspannkräfte für bis zu vier Vorspannungsklassen für Schrägkugellager enthalten. Mehrere neue Diagramme wurden hinzugefügt, wie z.B. für die Abmessungen im Kontakt mit Darstellung von Halbachsen und Flächen für Kontaktellipsen und für Filmparameter und Schmierfilmdicke. Der mehrlagige Pressverband enthält nun auch Toleranzen anstelle eines einzelnen Wertes für das Übermass.
Bisher mussten die Profile für Rollen und Laufbahnen über die gleiche effektive Rollenlänge definiert werden. Jetzt können die Profile für Rollen und Laufbahnen über unterschiedliche Längen zwischen effektiver und gesamter Rollenlänge definiert werden. Dies ermöglicht die Berücksichtigung von Hinterschnitt auf einer Laufbahn und eine größere Kontaktlänge auf der zweiten Laufbahn. Dabei kann die kleinere Länge nun auch für die Berechnung der Tragzahl verwendet werden.
Definition von Profilen mit unterschiedlichen Längen
Profildiagramm mit unterschiedlichen Längen für Innenring- und Aussenringkontakt
Erweiterungen in der Wellenberechnung
In der Wellenberechnung können nun mehrere Lastkollektive definiert und einfach für die Berechnung ausgewählt werden.
Mehrere Lastkollektive können nun in einer Berechnung gespeichert werden
Die Linienlastverteilung von Stirnrädern ist abhängig von Fluchtungsfehlern im System. Das können Flankenlinienabweichungen der Zahnräder oder Parallelitätsfehler der Wellen sein. Diese Abweichungen können im System definiert und mit dem Gesamtsystem ausgewertet werden. Dies ist auch der genaueste Ansatz. Ein vereinfachter Ansatz kann wie in ISO 6336 Methode B für den Breitenlastfaktor verwendet werden, bei dem die Fluchtungsfehler nur im Zahnradkontakt und nicht bei den Wellendurchbiegungen berücksichtigt werden. Die Linienlast wird mit einer zusätzlichen Flankenlinienabweichung ‚fma‘ berechnet, wobei nur die Zahneingriffssteifigkeit bei konstanten Kippwinkeln der Zahnräder berücksichtigt wird.
Linienlastverteilung mit Berücksichtigung der Flankenlinienabweichnung fma
Eine Welle wird durch einen Radkörper versteift, und die Geometrie des Radkörpers wirkt sich ebenfalls auf die Linienlastverteilung im Zahnradkontakt aus. Die zwei Optionen für die Versteifung der Welle durch das Zahnrad werden nun auf fünf Optionen erweitert und können ein 3D-FEM-Netz verwenden, um die Steifigkeit des Zahnradkörpers zu berücksichtigen. Eine einfache rotationssymmetrische Zahnradkörpergeometrie kann nun am Kraftelement definiert werden, für komplexe Geometrien kann weiterhin die Option 3D-elastische Bauteile verwendet werden.
Einfache parametrische Definition für rotationssymmetrische Radkörper.
Für Querschnitte auf der Welle wurden bisher sechs Steifigkeitswerte für die drei Verschiebungen und drei Rotationen ausgegeben. Jetzt sind in den Ergebnistabellen vollständige Steifigkeits- und Nachgiebigkeitsmatrizen verfügbar. Zusätzlich zu Schnittansichten mit einem Viertelausschnitt ist nun auch ein 180°-Ausschnitt möglich und für importierte Gehäuse können benutzerdefinierte Schnittrichtungen definiert werden. Eine Schnittansicht von importierten 3D-elastischen Bauteilen wird nun auch in den 2D-Ansichten angezeigt.
Schnittdarstellung von importieren 3D-elastischen Bauteilen in der 2D-Ansicht
Unterschiedliche Schnittdarstellungen von 3D-elastischen Bauteilen sind nun möglich
Der CAD-Import für 3D-elastische Bauteile speichert nun die importierte STEP-Datei in der Berechnung. Sie wird dann für das neue Vernetzen und für den 3D-Export des Systems verwendet. Um die Dateigrösse zu reduzieren oder die CAD-Datei nicht weiterzugeben, kann die gespeicherte CAD-Datei in den Einstellungen des 3D-elastischen Bauteils entfernt werden.
Das Oberflächennetz kann nun beim CAD-Import mit quadratischen Elementen erzeugt werden. Dies verbessert die Genauigkeit, wenn anschließend ein Netz mit quadratischen Elementen für die Berechnung gewählt wird. Alle Knoten befinden sich dann auf einem Zylinder, nicht nur die Eckknoten der Elemente. Der Nachteil ist die erhöhte Dateigröße. Ein Netz mit quadratischen Elementen benötigt die vierfache Größe eines linearen Netzes. Bei grossen Elementen sieht die Oberflächengeometrie bei einem vernetzen CAD-Import und quadratischen Elementen immer noch wie ein Kreis statt wie ein Polygons aus.
Vernetzung eines Zylindern mit quadratischen und linearen Elementen
Ein 3D-elastisches Bauteil kann nun über elastische Flächen mit einer 1D-Welle verbunden werden, anstatt nur über Verbindungen durch Zentralknoten. Bei Lagern mit elastischen Ringen auf einem 3D-elastischen Bauteil werden auch zusätzliche axiale Kontakte durch elastische Flächen anstelle von Zentralknoten berücksichtigt.