FE-Analyse einer neu konzipierten Impact-Schutz-Kupplung

Im Rahmen des Projektes werden FE-Simulationen zu einer neu konzipierten Impact-Schutz-Kupplung unter mechanischen und thermischen Belastungen realisiert. Diese Kupplung besteht aus einer modifizierten Welle-Nabe-Verbindung, die zur Übertragung eines konstanten maximalen Drehmoments über mehreren Zyklen genutzt werden soll.
Hierzu sollen Validierungssimulationen mittels der Finite-Elemente-Methode (FEM) für einen vereinfachten Prüfaufbau umgesetzt werden. Dieser axiale Prüfaufbau besteht aus zwei identischen Probekörpern, die an einer Kreisringfläche axial mit einer Anpresskraft belastet und dann gegeneinander verdreht werden.
Es werden umfangreiche Material- und Systemkennwerte sowie die praxisnahen Randbedingungen berücksichtigt, um einen angemessenen Abgleich zwischen vorhandenen Experimenten und FE-Simulationen zu ermöglichen. Zudem werden im Anschluss Parameterstudien durchgeführt, um deren Einfluss auf die Systemantwort zu verstehen. Zu diesen Parametern gehören z.B. die Schichtdicke und der Reibkennwert. Neben der Variation des Anpressdrucks werden auch Simulationen unter veränderten Temperaturen berücksichtigt.

22578_ FE analysis of a newly designed impact protection coupling

FE simulations of a newly designed impact protection coupling under mechanical and thermal loads are being carried out as part of the project. This coupling consists of a modified shaft-hub connection that is to be used to transmit a constant maximum torque over several cycles.
For this purpose, validation simulations are to be implemented using the finite element method (FEM) for a simplified test setup. This axial test setup consists of two identical test specimens that are axially loaded with a contact force on a circular ring surface and then twisted against each other.
Extensive material and system characteristics as well as the practical boundary conditions are taken into account in order to enable an appropriate comparison between existing experiments and FE simulations. In addition, parameter studies are subsequently carried out in order to understand their influence on the system response. These parameters include, for example, the layer thickness and the friction coefficient. In addition to varying the contact pressure, simulations under changing temperatures are also taken into account.