Software: FEM - Tutorial - 2D-Bauteil - Ansys - 2D-Belastungsanalyse

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2D-Belastungsanalyse

• Wir Lösen das Modell mit den bisherigen Einstellungen.
• Als Ergebnisse werten wir die Vergleichsspannung und Gesamtverformung aus.
• Die jeweiligen Maximalwerte sind zu notieren.

Wie in Fusion 360 (siehe CAD-Übung) ist auch mit Ansys eine adaptive Vernetzung möglich. Beim 3D-Bauteil hat uns die Größenbeschränkung der Studentenlizenz daran gehindert. Mit dem 2D-Modell ist diese Funktion aber nutzbar. Die adaptive Vernetzung verfeinert das vorgegebene Netz stückweise so lange, bis sich der angestrebte Zielwert nicht mehr nennenswert verändert (= Konvergenz).

• Die Verfeinerung führt man am Lösungsobjekt durch, an dem die Konvergenz betrachtet werden soll.
• Rechtsklick auf Vergleichsspannung und im Kontextmenü > Einfügen > Konvergenz wählen.
• Die Zulässige Änderung setzen wir mit 0,1 % wieder sehr eng fest.
• In den Details von "Lösung" muss abschließend noch die Anzahl der Verfeinerungszyklen festgesetzt werden. Wir wählen 5. Die Verfeinerung bricht bei erreichter Konvergenz sowieso ab und unser Modell rechnet schnell.
• Verfeinerungstiefe steuert, wie stark das Netz zwischen den Iterationen verfeinert wird. Wir belassen hier den Standardwert 2.
• Nach der Lösung kann man sich wie in Fusion das Konvergenzverhalten ansehen:

• Man beachte, dass die gewünschte Feinheit schon bei etwa 40.000 Knoten erreicht wird. In der 3D-Analyse war unser Netz an der Grenze zu den erlaubten 128.000 Knoten.
• Man erkennt außerdem, dass auch bei der Spielpassung auf dem Bolzen noch eine gewisse Abhängigkeit des Spannungswerts von der Vernetzung besteht. Der Wert erreicht aber ein klares Maximum und ändert sich anschließend nicht mehr nennenswert.

Frage:

• Welchen Wert haben die maximale Vergleichsspannung und die maximale Gesamtverformung vor und nach der adaptiven Netzverfeinerung? Wie groß ist die prozentuale Abweichung?

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