Software: FEM - Tutorial - Belastung - Modelltransfer

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CAD-Modell in FEM-Modul transferieren

Das FEM-Programm Autodesk Simulation Multiphysics kann man unabhängig vom CAD-Programm Autodesk Inventor starten und benutzen. Es zeichnet sich zur Zeit jedoch folgender Trend ab:

1. Das CAD-Programm besitzt eine zentrale Stellung innerhalb einer aus unterschiedlichsten Programm-Modulen zusammengesetzten CAD-Suite. Dies ergibt sich aus der vorrangigen Stellung des CAD-Modells im Produktmodell.
2. Es wird angestrebt, dass andere Modell-Formen möglichst viele der bereits im CAD-Modell abgebildeten Objekt-Eigenschaften übernehmen. Das trifft auch für die Modell-Form "Finite Element Modell" zu.
3. Für die unterschiedlichen Modell-Formen werden jeweils separate Programm-Module in einer CAD-Suite bereitgestellt. Im Sinne eines durchgängigen Entwurfsprozesses sollte das CAD-Programm die Überführung der CAD-Modell-Eigenschaften in die jeweils zusätzlich benötigte Modell-Form aktivieren.

Das können wir am Beispiel der "Finite Element Simulation" nachvollziehen:

• In der MFL-Registerkarte Umgebungen sind alle Module aufgeführt, welche direkt in das CAD-System integriert sind:
  
• Darunter befindet sich auch eine FEM-basierte Belastungsanalyse, welche in einem Übungskomplex des CAD-Tutorials behandelt wird.
• Wir werden im Rahmen dieses FEM-Tutorials jedoch das externe Zusatzmodul Simulation Multiphysics benutzen:
  

• Simulation starten führt zum Start des FEM-Moduls mit dem transferierten CAD-Modell.
• Modell vereinfachen ermöglicht bei geometrisch komplizierten CAD-Modellen das Weglassen "unwichtiger" Details für die FEM-Simulation (hier nicht erforderlich).

Nach dem Start der Simulation dauert esd eine gefühlte Ewigkeit, bis sich das FEM-Programm mit der Frage nach gewünschten Berechnungsart meldet:

• Ein Blick in die möglichen Berechnungsarten lässt ein beträchtliches Analyse-Potential erahnen.
• Die Standard-Einstellung "Statische Spannung mit linearen Materialmodellen" müssen wir wählen,um vergleichbare Ergebnisse zu unseren Simulationen im FEMAP zu erhalten.

Vorbereitet für die gewählte Berechnungsart erscheint dann das anhand des CAD-Modells aus dem Bauteil generierte FEM-Modell im FEM-Programm:

• Das FEM-Modell kann nur die Informationen enthalten, welche bereits im CAD-Modell vorhanden sind. Bei einem Bauteil sind das die Geometrie (Form) und die Materialparameter (Stoff).
• Da im Beispiel innerhalb des CAD-Programms die Geometrie in Millimeter gemessen wird, wurde nicht das System mks(SI) benutzt, sondern ein "benutzerdefiniertes Einheitensystem" definiert:

• Die automatische Wahl des Einheitensystems sollte man beibehalten. Statt "Meter" wie bei mks(SI) werden alle Abmessungen in "Millimeter" angegeben. Falls es dadurch Probleme bei der Umrechnung oder Anschaulichkeit von Stoff- und Belastungswerten gibt, sollte man das Einheitensystem später ändern:
  
• In den folgenden Schritten werden wir die noch fehlenden FEM-spezifischen Modell-Eigenschaften ergänzen.

Hinweise zum Material:

• Zumindest zusätzlich im CAD-Modell definierte Material-Werte werden leider nicht in das FEM-Modell übernommen
• Wir müssen Stahl-C35 also erneut definieren.
• Leider führt der Aufruf von MFL > Extras > Materialbibliothek verwalten zu der Fehlermeldung "InitializeDatabes - Disk or network error".
• Zum Glück kann man diesen Fehler umgehen, wenn man FEM- und CAD-Programm schließt. Danach startet man das FEM-Programm allein und öffnet das FEM-Modell.

Nun kann man die Materialbibliothek verwalten:

• Es werden zwei schreibgeschützte Bibliotheken bereitgestellt ("allgemeine" Material Library / "spezielle" ThermoPlastics Library)

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

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