Software: FEM - Tutorial - Feldkopplung - Thermo-Bimetall - Modell: Unterschied zwischen den Versionen

Aus OptiYummy
Zur Navigation springenZur Suche springen
K (Die Seite wurde neu angelegt: <div align="center"> [[Software:_FEM_...)
 
KKeine Bearbeitungszusammenfassung
Zeile 1: Zeile 1:
[[Software:_FEM_-_Tutorial_-_Gekoppelte_Feldprobleme|&uarr;]] <div align="center"> [[Software:_FEM_-_Tutorial_-_Feldkopplung_-_Thermo-Bimetall|&larr;]] [[Software:_FEM_-_Tutorial_-_Feldkopplung_-_Thermo-Bimetall_-_Temperaturvorgabe|&rarr;]] </div>
[[Software:_FEM_-_Tutorial_-_Gekoppelte_Feldprobleme|&uarr;]] <div align="center"> [[Software:_FEM_-_Tutorial_-_Feldkopplung_-_Thermo-Bimetall|&larr;]] [[Software:_FEM_-_Tutorial_-_Feldkopplung_-_Thermo-Bimetall_-_Temperaturvorgabe|&rarr;]] </div>
<div align="center">'''Modellbildung'''</div>
<div align="center">'''Modellbildung'''</div>
<div align="center">[[Bild:Software_FEM_-_Tutorial_-_Feldkopplung_-_bimetall_-_abmessungen.gif| ]]</div>




http://www.ifte.de/lehre/cae/fem/05_thermik/modellbildung.html
Um unnötige Fehler im Rahmen dieser Übung zu vermeiden, werden die Material-Kennwerte bereits in SI-Grundeinheiten vorgegeben:
 
'''1. Kupfer:'''
* E-Modul=1,226E11&nbsp;N/m²
* Querkontraktionszahl=0,34
* therm. Ausdehnungskoeff.=16E-6&nbsp;/K
* therm. Leitfähigkeit=402&nbsp;W/(m·K)
* spez. Wärmekapazität=385&nbsp;J/(kg·K)
* Massedichte=8960 kg/m³
* Referenztemperatur=20°C
'''2. Invar (Fe64Ni36):'''
* E-Modul=1,422E11&nbsp;N/m²
* Querkontraktionszahl=0,3
* therm. Ausdehnungskoeff.=1,7E-6&nbsp;/K
* therm. Leitfähigkeit=10,5&nbsp;W/(m·K)
* spez. Wärmekapazität=514&nbsp;J/(kg·K)
* Massedichte=8130&nbsp;kg/m³
* Referenztemperatur=20°C
 
Die Vernetzung des langen und dünnen Bimetall-Streifens erfordert nicht nur in Hinblick auf die Restriktionen der Demo-Version einige Vorüberlegungen:
* Der Bimetall-Streifen kann auf Grund seiner konstanten Breite (8mm) und Homogenität als 2D-Problem behandelt werden (Dicke der Membran-Elemente=8mm).
* Berechnungsfehler summieren sich ausgehend von der linken Einspannung multipliziert mit dem jeweiligen Abstand zur rechten Seite auf:
** die Vernetzung muss so gestaltet werden, dass die Genauigkeit der Berechnung an der linken Einspannseite möglichst hoch ist.
** auf Grund der unsymmetrischen Einspannung müssen links mehrere Elementschichten vorgesehen werden.
** die max. Knotenzahl=300 sollte man möglichst ausnutzen.
* Als günstig hat sich auch eine Vernetzung mit 3 Element-Schichten pro Materialschicht erwiesen. Die linke Seite kann man z.B. mit einem Bias-Wert=2 enger vernetzen:
 
 
 
 
'''''===>>> Hier geht es bald weiter!!!'''''
 
 
Weiter im Übungsscript vom vorigen Jahr: http://www.ifte.de/lehre/cae/fem/05_thermik/modellbildung.html




<div align="center"> [[Software:_FEM_-_Tutorial_-_Feldkopplung_-_Thermo-Bimetall|&larr;]] [[Software:_FEM_-_Tutorial_-_Feldkopplung_-_Thermo-Bimetall_-_Temperaturvorgabe|&rarr;]] </div>
<div align="center"> [[Software:_FEM_-_Tutorial_-_Feldkopplung_-_Thermo-Bimetall|&larr;]] [[Software:_FEM_-_Tutorial_-_Feldkopplung_-_Thermo-Bimetall_-_Temperaturvorgabe|&rarr;]] </div>

Version vom 27. Mai 2009, 10:26 Uhr

Modellbildung
Software FEM - Tutorial - Feldkopplung - bimetall - abmessungen.gif


Um unnötige Fehler im Rahmen dieser Übung zu vermeiden, werden die Material-Kennwerte bereits in SI-Grundeinheiten vorgegeben:

1. Kupfer:

  • E-Modul=1,226E11 N/m²
  • Querkontraktionszahl=0,34
  • therm. Ausdehnungskoeff.=16E-6 /K
  • therm. Leitfähigkeit=402 W/(m·K)
  • spez. Wärmekapazität=385 J/(kg·K)
  • Massedichte=8960 kg/m³
  • Referenztemperatur=20°C

2. Invar (Fe64Ni36):

  • E-Modul=1,422E11 N/m²
  • Querkontraktionszahl=0,3
  • therm. Ausdehnungskoeff.=1,7E-6 /K
  • therm. Leitfähigkeit=10,5 W/(m·K)
  • spez. Wärmekapazität=514 J/(kg·K)
  • Massedichte=8130 kg/m³
  • Referenztemperatur=20°C

Die Vernetzung des langen und dünnen Bimetall-Streifens erfordert nicht nur in Hinblick auf die Restriktionen der Demo-Version einige Vorüberlegungen:

  • Der Bimetall-Streifen kann auf Grund seiner konstanten Breite (8mm) und Homogenität als 2D-Problem behandelt werden (Dicke der Membran-Elemente=8mm).
  • Berechnungsfehler summieren sich ausgehend von der linken Einspannung multipliziert mit dem jeweiligen Abstand zur rechten Seite auf:
    • die Vernetzung muss so gestaltet werden, dass die Genauigkeit der Berechnung an der linken Einspannseite möglichst hoch ist.
    • auf Grund der unsymmetrischen Einspannung müssen links mehrere Elementschichten vorgesehen werden.
    • die max. Knotenzahl=300 sollte man möglichst ausnutzen.
  • Als günstig hat sich auch eine Vernetzung mit 3 Element-Schichten pro Materialschicht erwiesen. Die linke Seite kann man z.B. mit einem Bias-Wert=2 enger vernetzen:



===>>> Hier geht es bald weiter!!!


Weiter im Übungsscript vom vorigen Jahr: http://www.ifte.de/lehre/cae/fem/05_thermik/modellbildung.html