Software: FEM - Tutorial - 3D-Mechanik - Z88 - Vernetzung Einzelteile

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Vernetzung der Einzelteile

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1. Export der CAD-Modelle unter Berücksichtigung der Symmetrie

Im Rahmen dieser Übung soll keine asymmetrische Belastung des Gummipuffers in Bezug auf seine Längsachse stattfinden (z.B. keine schräge Kraftwirkung):

• Im Autodesk Inventor reduzierten wir das FEM-Modell unter Berücksichtigung der Symmetriebedingungen auf einen Halbkreis-Zylinder des Gummipuffers. Damit erhielten wir Farbverläufe der Ergebnisdarstellung auch auf der Schnittebene.
• Um Rechenzeit zu sparen, können wir uns in einem 3D-FEM-Modell auch auf einen Viertelkreis-Zylinder des Gummipuffers beschränken.
• Die Simulation des Eigengewichts verhindert eine weitere Reduktion z.B. nur auf die obere Hälfte des Viertelkreis-Zylinders, weil obere und untere Hälfte durch das Gewicht unterschiedlich belastet werden!

Bevor wir die reduzierte Geometrie von Stahlscheibe und Gummihülse jeweils als STEP-Datei exportieren, müssen wir temporär mittels geeigneter Extrusionen deren Form entsprechend beschneiden (analog zur Lasche in der ersten Übung):

• Bei der Extrusion sollte man die Mengenoperation "Schnittmenge" benutzen, um mittels einer einfachen Quadratskizze einen Viertelkreis-Zylinder zu erzeugen:
  
• Die beiden reduzierten Geometrien exportieren wir als Stahlscheibe_xx.stp und Gummi_xx.stp in den aktuellen Projekt-Ordner.
• Hinweis: Für die "Gummihülse" wurde bewusst der Umlaut im Namen der STEP-Datei vermieden, da es sich bei Z88Aurora um kein "reines" Windowsprogramm handelt!

2. Stahlscheiben-Vernetzung

Für die Vernetzung der Stahlscheibe muss im Z88Aurora eine neue Projekt-Mappe angelegt werden (FEM2_Z88a_Scheibe_xx):

• Nach dem Import der STEP-Datei erfolgt die Vernetzung der Tetraeder (quadratische Ansatzfunktion) mittels des Freemeshers Netgen.
• Die Entscheidung fiel auf Netgen, weil dieser eine homogenere Vernetzung als Tetgen erzeugt.
• Die gesamte Scheibe sollte mit 2 Elementschichten vernetzt werden, entsprechend ist der Wert der Elementgröße in mm zu wählen. Eine separate Tetraeder-Verfeinerung an den Kanten ist dann nicht erforderlich:
  
• Das Material Stahl-C35 muss allen Elementen der Scheibe zugewiesen werden.
• Nach dem Beenden von Z88Aurora sind sämtliche Informationen zum FEM-Modell des Bauteils "Stahlscheibe" im zugehörigen Projekt-Ordner gespeichert.

3. Gummi-Vernetzung

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