Software: FEM - Tutorial - 2D-Bauteil - strukturiert - Geometrie: Unterschied zwischen den Versionen
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* Das gelingt bei komplexeren Oberflächen nur, wenn man die Gesamtfläche in einfachere 4-seitige Teilflächen zerlegt, welche auch gekrümmte Kanten besitzen können. Über alle Teilflächen hinweg sollten fluchtende Reihen- und Spalten von Elementen entstehen, z.B.:<div align="center">[[Bild:Software_FEM_-_Tutorial_-_FEM-Prozess_-_Vernetzungssteuerung_-_mapped_mesh.gif|.]]</div> | * Das gelingt bei komplexeren Oberflächen nur, wenn man die Gesamtfläche in einfachere 4-seitige Teilflächen zerlegt, welche auch gekrümmte Kanten besitzen können. Über alle Teilflächen hinweg sollten fluchtende Reihen- und Spalten von Elementen entstehen, z.B.:<div align="center">[[Bild:Software_FEM_-_Tutorial_-_FEM-Prozess_-_Vernetzungssteuerung_-_mapped_mesh.gif|.]]</div> | ||
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* Da unser Bauteil symmetrisch zur Mittelachse ist und nur in Richtung dieser Mittelachse belastet wird, genügt das Netz einer Symmetriehälfte. | * Da unser Bauteil symmetrisch zur Mittelachse ist und nur in Richtung dieser Mittelachse belastet wird, genügt das Netz einer Symmetriehälfte. | ||
* Wir verwenden die sogenannte [http://www.esocaet.com/wikiplus/index.php/Regelmäßige_Vernetzung '''strukturierte Vernetzung'''] (''engl: mapped mesh''), um ein effizientes 2D-Netz zu erzeugen. Die strukturierte Vernetzung von Flächen wird meist mit Viereck-Elementen durchgeführt. | * Wir verwenden die sogenannte [http://www.esocaet.com/wikiplus/index.php/Regelmäßige_Vernetzung '''strukturierte Vernetzung'''] (''engl: mapped mesh''), um ein effizientes 2D-Netz zu erzeugen. Die strukturierte Vernetzung von Flächen wird meist mit Viereck-Elementen durchgeführt. | ||
* In ''Z88Aurora'' | * In ''Z88Aurora'' werden sogenannte "'''Superelemente'''" verwendet, aus denen "Superelementstrukturen" entstehen, welche die Basis für die endgültige strukturierte Vernetzung bilden. | ||
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Version vom 15. Dezember 2017, 13:11 Uhr
Strukturierte Vernetzung (Geometrie)
In einem FEM-Programm werden verschiedene Methoden für die Erzeugung von Netzen bereitgestellt. Wir haben bisher nur die sogenannte freie Vernetzung (engl: free mesh) verwendet.
Free Mesh:
- Innerhalb eines FEM-Programms werden meist unterschiedliche Free-Mesher bereitgestellt, die man jeweils umfangreich konfigurieren kann (in Z88Aurora ausschließlich Tetraeder-Vernetzer: Tetgen und Netgen).
- Netzverfeinerungen in bestimmten Bereichen lassen sich mittels unterschiedlicher Parameter steuern (in Z88Aurora die von uns noch nicht genutzte Verfeinerung von Tetraedern in jeweils 8 kleinere Tetraeder).
- Die erzeugten Netze sind jedoch nicht immer optimal an die Geometrie und die Spannungsverläufe angepasst. Das äußert sich z.B. in einer asymmetrischen Element-Anordnung trotz symmetrischer Geometrie.
Mapped Mesh:
- Wie in der Kartografie versucht man bei dieser Vernetzungsmethode, Oberflächen mit einem Gitternetz zu überziehen, dessen Rechteck-Raster möglichst wenig verzerrt wird.
- Das gelingt bei komplexeren Oberflächen nur, wenn man die Gesamtfläche in einfachere 4-seitige Teilflächen zerlegt, welche auch gekrümmte Kanten besitzen können. Über alle Teilflächen hinweg sollten fluchtende Reihen- und Spalten von Elementen entstehen, z.B.:
Ziel dieses Abschnitts soll ein optimiertes 2D-Netz sein, welches mit möglichst geringem Berechnungsaufwand hinreichend genaue Ergebnisse liefert:
- Da unser Bauteil symmetrisch zur Mittelachse ist und nur in Richtung dieser Mittelachse belastet wird, genügt das Netz einer Symmetriehälfte.
- Wir verwenden die sogenannte strukturierte Vernetzung (engl: mapped mesh), um ein effizientes 2D-Netz zu erzeugen. Die strukturierte Vernetzung von Flächen wird meist mit Viereck-Elementen durchgeführt.
- In Z88Aurora werden sogenannte "Superelemente" verwendet, aus denen "Superelementstrukturen" entstehen, welche die Basis für die endgültige strukturierte Vernetzung bilden.