Software: FEM - Tutorial - 2D-Komponente - Belastung - Belastungsanalyse

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Belastungsanalyse

Vor dem eigentlichen Lösen des Gleichungssystems kann man mittels Werkzeug > Lösen > Vorüberprüfung testen, ob alle erforderlichen Informationen dafür zur Verfügung stehen. Es wird dabei auch überprüft, ob das Modell durch die Abhängigkeiten statisch vollständig bestimmt ist. Diese Vorüberprüfung sollte erfolgreich sein!

Für das Werkzeug > Lösen muss festlegen, wo die Berechnung ausgeführt werden soll:

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• Standardmäßig werden Berechnungen in der Cloud durchgeführt. Die Kosten der konkreten Berechnung für den kommerziellen Anwender in Form von Cloud-Punkten werden angezeigt (1 Punkt entspricht ca. 1 Euro).
• Die Ultimate-Lizenz für Bildungseinrichtungen besitzt dafür unbegrenzt viele Cloud-Punkte (kostenlos!). Allerdings werden die Berechnungen in der Priorität hinter den gleichzeitig laufenden kommerziellen Berechnungen eingeordnet. D.h., Simulationen von Studenten werden in einer speziellen Warteschlange verwaltet, die in Zeiten mit starker Auslastung, z.B. am Semesterende, recht voll werden kann. Dies kann zu einer beträchtlichen Verzögerung bei der Berechnung der Simulationsergebnisse führen!
• Eine statische Simulation mit unserem relativ kleinem Netz erfordert nur geringe Ressourcen (CPU und RAM), so dass eine Berechnung auf dem lokalen PC ausgeführt werden kann. Die Berechnung in der Cloud dauert wegen des erforderlichen zusätzlichen Verwaltungsaufwandes sogar im besten Fall etwas länger!
• Hinweis: Unabhängig vom Ort der Berechnung, erfolgt anschließend eine Übertragung der Ergebnis-Daten in den Cloud-Bereich des Projektes. Dabei wird jedes Mal eine neue Version der Konstruktionsdatei erzeugt!

Die Berechnung startet man nach Wahl des Berechnungsortes mittels des Button "1 Studie auflösen":

• Den Fortschritt der Simulation (im Beispiel innerhalb der Cloud) kann man im Job-Status-Fenster qualitativ grob verfolgen:
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• Eine Cloud-Berechnung endet mit dem vollständigen Empfang der Ergebnisdaten, worauf in einem separatem Fenster "Ergebnisdetails" Hinweise zur Einhaltung eines sinnvollen Sicherheitsfaktors erfolgen:
  
• Die Sicherheitsfaktoren werden dabei als Farbverlauf in den Grenzen von (rot=0)...(blau=8) auf der modellierten Komponente abgebildet:
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• Diese Ergebnisdarstellung kann man in geringem Maße über das "Ergebnisdetail"-Fenster steuern ("Hervorhebung der schwächsten Bereiche" und "Deformationsskala").
  

Hinweis: Wir erkunden die Möglichkeiten der Ergebnisdarstellung manuell und schließen zuvor die Fenster für die Ergebnisdetails und den Job-Status:

• Die zusätzlich eingeblendeten Min./Max.-Werte stören meist und werden standardmäßig bereits als Grenzen der Legende angezeigt (Prüfen > Min./Max. ausblenden).
• Ergebniswerkzeuge > Legendenoptionen steuert die Größe der Legende und die Art des Farbübergangs. Die glatt-schattierte Darstellung retuschiert wichtige Details (z.B. Unstetigkeitsstellen). Deshalb ist die gewählte gestufte Darstellung ("mit Band") mit einer nicht zu geringen Anzahl von Farbstufen meist günstiger.
• Leider kann man die Anzahl der Farbstufen und die Grenzen der Farbskala für die Darstellung der Sicherheitsfaktoren in der aktuellen Fusion-Version (Stand September 2019) nicht verändern.

Die Sicherheitsfaktoren werden auf der Grundlage der berechneten mechanischen Spannungen ermittelt. Entscheidend für die Sicherheitsfaktoren ist die sogenannte Von-Mises-Vergleichsspannung, welche wir deshalb als nächstes für die Ergebnisdarstellung wählen:

• Dabei erfolgt standardmäßig eine Umschaltung auf die glatt-schattierte Farbdarstellung, welche in Hinblick auf das Retuschieren eventueller Modellfehler meist ungünstig ist.
• Der Aufruf der Legenden-Optionen zur Wahl der Farbband-Darstellung kann auch über einen Button direkt an der Legende erfolgen:
  
• Standardmäßig ist die Legende zwischen den berechneten Min./Max-Werten in 5 Stufen geteilt. Die Teilung der Legende zwischen 2 und 9 kann durch senkrechtes Ziehen des Cursors mit gedrückter linker Maustaste auf dem Farbbalken geändert werden. Bei gewählter Band-Darstellung entspricht die Teilung der Anzahl der Farbstufen.
• Betrachtet man bei höchster Teilung der Farbskala und Anzeige des Netzes den Bereich um das Loch, so erkennt man "Hotspots" der Spannungsbelastung:
  
• Insbesondere das asymmetrische Auftreten dieser "Hotspots" bei exakt symmetrischer Belastung deutet auf eine zu grobe Vernetzung im Bereich des Loches (das Netz ist infolge der Vernetzungsalgorithmen trotz Bauteilsymmetrie etwas Asymmetrisch!).

===>>> dieser Abschnitt wird zur Zeit erarbeitet !!!

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