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

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Deformation

Aus den aufgebrachten Lasten resultiert infolge der Lagerstellen eine Deformation des Bauteils:

• Für statische Simulationen im linearen Bereich ist die Geometrieverformung bezogen auf die Gesamtmodellgröße meist sehr gering. Um trotzdem zu verstehen, wie die Verformung stattfindet, wird ein automatischer Übertreibungseffekt bereitgestellt.
• Diese "angepasste" Verformung wurde standardmäßig bereits zusammen mit der farblich dargestellten Belastungsgröße im Vergleich zum Drahtgitter der Ausgangsform dargestellt:

Angepasst ist die vorgegebene Option der Deformationsskala für alle Studientypen (außer nichtlinearen statischen Studien und Ereignissimulationsstudien):

• Die Deformationsskala ist eine Funktion der Größe des virtuellen Rahmens des Modells und der Größe der berechneten maximalen Verschiebung.
• Der Skalierungsfaktor ist gleich 0.5 * (diagonale Länge des virtuellen Rahmens) / (maximale Größe der Verschiebung). Dies entspricht einer maximalen Verformung von ca. 5% der maximalen Modellgröße.
• Werkzeuge > Deformation stellt folgende Optionen der Deformationsdarstellung bereit: undeformiert, tatsächlich, 2,5%, 5%, 10%, 25%.

Zur besseren Verdeutlichung des Deformationsverhaltens wählen wir eine 5-fache Überhöhung im Vergleich zur Option "angepasst":

• Man erkennt nun deutlich, dass das Material der Lasche am zugkraftseitigen Lochrand einer starken Verformung unterliegt und diese in eine Einschnürung des geraden Laschenteils übergeht.
• Der Lochrand selbst bleibt infolge der vollständigen Fixierung unverformt.

Jedem Punkt des Bauteils ist ein Verschiebungsvektor zugeordnet. Die drei Komponenten (X,Y,Z) der Gesamt-Verschiebung werden separat zu dieser als Ergebnisse der Simulation bereitgestellt. Davon kann man eine Verschiebungsrichtung auswählen, welche dann anstatt der Spannungen als Kontur auf dem Bauteil dargestellt wird. In diesem Fall ist das Abschalten der Deformationsdarstellung sinnvoll:

• An der Farblegende kann man direkt ablesen, dass im Beispiel die maximale Verschiebung in X-Richtung ca. 9,7 µm beträgt, wenn man zuvor "micron" als Einheit gewählt hat..
• Das Vorzeichen der Verschiebungswerte ist positiv in Richtung der zugehörigen Koordinaten-Achse.
• Die Deformation findet nicht nur in Richtung der Zugbelastung statt, sondern es erfolgt auch eine Einschnürung quer zur Zugbelastung. Diese Einschnürung in Y-Richtung beträgt im Beispiel ca. 0,87 µm auf jeder Seite:

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