Software: FEM - Tutorial - 3D-Mechanik - Animation

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Animation (Zweck und Konfiguration)

Post-Processing der FEM-Simulation:

• Mit der Animation wird nicht der dynamische Prozess der kontinuierlichen Belastungserhöhung simuliert!
• Animation zeigt nur eine Abfolge von Bildern, welche für die Deformation rein geometrisch die Lücke zwischen dem Ausgangszustand (vor der FE-Berechnung) und dem Endzustand (nach der FE-Berechnung) füllt.
• Dabei findet aber auch eine Interpolation der abgebildeten Spannungswerte statt, welche sich in einer Änderung der Contour-Verläufe widerspiegel.
• In der Bildverarbeitung entspricht dies dem Morphing z.B. zwischen "Maus und Elefant".
• Man kann dies für eine Show-Vorführung zur Reaktion des Modells auf eine schrittweise Lasterhöhung nutzen. Insbesondere bei linearen Werkstoffeigenschaften sollte das Verhalten dabei ziemlich echt aussehen.

Nun konkret zur Verformung des Gummi-Puffers mit der Darstellung der Vergleichsspannung:

• Günstig für die Animation ist die Verformung des Puffers von Ausgangszustand (praktisch wie F=0 N) zum berechneten Zustand (bei Belastung mit der gewählten Druck-Kraft).
• Wenn wir unter (View > Select <F5>) für die Deformation die Animation wählen und OK drücken, beginnt ein wildes Zappeln. Um eine sinnvolle Darstellung zu erzeugen, muss man unter <F6> (View > Options) für das Postprocessing den Animated Style konfigurieren:
  • Zuerst setzen wir schrittweise den Delay-Wert hoch, welcher die Pause zwischen zwei Darstellphasen steuert. Der Wert ist ungefähr in Millisekunden.
  • Danach setzen wir schrittweise die Anzahl der erzeugten Frames so hoch, dass sich eine flüssige Darstellung ergibt. Die maximale Zahl möglicher Frames ist abhängig von der Grafik-Karte!
  • Bei einer größeren Frame-Zahl können wir den Delay-Wert wieder reduzieren.
  • Der Gummi-Puffer wird in der Standardkonfiguration nicht nur zusammengedrückt, sondern auch gestreckt:
    • Als Form (Shape) der Animation ist standardmäßig "Linear - Full" eingestellt.
    • Wir probieren einfach mal alle Formen durch.
    • Wir wollen bei der Bewertung der Animationsformen sowohl die beabsichtigte Zusammendrückung und Entlastung, als auch die Bewegungsgeschwindigkeit berücksichtigen.
    • Die Form "Sine - Full Abs" sollte unserem Anliegen am Besten entsprechen.
      

Hinweis: Wenn man wissen möchte, was "wirklich" bei einer schrittweisen Änderung der Belastung passiert, müsste man dies als eine Folge von Lastfällen berechnen!

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