Software: CAD - Tutorial - Belastung - Belastungsanalyse

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Belastungsanalyse

startet nach dem Betätigen von Ausführen die Modellberechnung:

• Der FEM-Solver informiert während der Berechnung über den Fortschritt der Simulation.
• Infolge unserer sehr groben Vernetzung erfolgt die Berechnung so schnell, dass man den Fortschrittsbalken kaum erkennt.
• Als Ergebnis der Simulation erscheint standardmäßig die Kontur-Darstellung der Mieses-Vergleichsspannung (im folgenden Bild mit ausgeblendetem Netz). Die Verformung des Bauteils wird mit einem Skalierungsfaktor (Standard=0.1) normiert auf die Maximalabmessung des Bauteils dargestellt:

• Die glattschattierte Darstellung der Farb-Kontur ist ungünstig für das Erkennen von Vernetzungsfehlern, deshalb sollte man die Anzeige auf Konturschatten umstellen. Die "ausgefransten" und unsymmetrischen Spannungsverläufe deuten dann darauf hin, dass die Vernetzung noch zu grob ist:

ermöglicht unter anderem die Änderung der Standardwerte für die globalen Vernetzungsparameter:

• Die durchschnittliche Elementgröße bezieht sich auf die max. Abmessungen des Bauteils. Standardmäßig würde diese Strecke in ungefähr 10 Elemente unterteilt.
• Die minimale Elementgröße bezieht sich auf die durchschnittliche Elementgröße. Standardmäßig besitzen die kleinsten Elemente 1/5 dieser Größe.

Eine Änderung der Elementgrößen für das aktuelle Netz müssen wir jedoch im Belastungsanalyse-Browser über die Netzeinstellung vornehmen:

• Wir verringern die Elementgröße vorsichtig z.B. jeweils durch halbieren, bis die obere Grenze des Spannungsbereiches sich praktisch nicht mehr ändert.
• Das Netz sollte man zur Kontrolle einblenden:

• Man wird diesen Zustand hinreichender Genauigkeit für die höchste Spannungsbelastung mit den Ressourcen eines PC wahrscheinlich gerade so erreichen.
• Bei knapp 100000 Elementen reicht unter Umständen der Speicher nicht mehr und es rechnet schon sehr lange.
• Die globale Verringerung der Elementgröße ist also kein gangbarer Weg. Global verringert man die Elementgröße bei Bedarf nur geringfügig im Vergleich zu den Vorgaben. Man sollte nur an den kritischen Stellen die Vernetzung extrem verfeinern. Das ist im Beispiel der Lochrand. Mittels lokaler Netzsteuerung verringert man dort die Elementgröße (in mmm) soweit, dass das Netz noch berechenbar bleibt:

• Maximal- und Minimalwert kann man über die Anzeige-Steuerung einblenden. Der Maximalwert befindet sich in einem Element der Lochkante in Zugrichtung:

• Durch einige Überlegungen werden wir noch feststellen, dass die Spannungswerte in der Lochinnenfläche und insbesondere am Lochrand infolge vereinfachter Modellannahmen fragwürdig sind!

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