Software: FEM - Tutorial - Elektrisches Flussfeld - Fusion - Dimensionierung

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Manuelle Fein-Dimensionierung mit Autodesk Fusion

Um den Zustand der Modell-Validierung nicht zu zerstören, erstellen von der zuvor geschlossenen Konstruktion zuerst im gleichen Projekt eine Kopie und nennen sie "R_getrimmt_xx" (mit Teilnehmer-Nr. xx=01...99):

• Nach dem Öffnen dieser Kopie wechseln in die Umgebung KONSTRUKTION und erstellen eine neue Skizze für die "Trimmkerbe" auf der Oberfläche der Paste.
• In die Skizze zeichnen wir als Linie ohne Berücksichtigung der Maße das Profil der Trimmkerbe:
  
  
• Beim Zeichnen des Linienzuges ist die Nutzung der automatischen Fang- und Abhängigkeitsmechanismen kein Problem.
• Die Bemaßung der Kerbe erfolgt dann auf Grundlage der bereits definierten und berechneten Benutzer-Parameter. Für die Kerb-Länge Ls muss man einen vorläufigen Schätzwert annehmen, da eine analytische Berechnungsvorschrift nicht existiert.
• Hinweis: Die Skizze muss am Ende der Bemaßung vollständig bestimmt sein (gekennzeichnet durch das Schloss-Symbol!).

Nach Fertigstellen der Skizze erzeugen wir die Trimmkerbe durch Extrusion des Kerbprofils mit dem Vorgang "Ausschneiden" aus dem Objekt "Paste".

Der Wechsel in die Umgebung SIMULATION zeigt, dass mit Ausnahme des Netzes die Konfiguration des Experiments noch komplett erhalten ist:

• Eigentlich müsste man untersuchen, welchen Einfluss eine feinere Vernetzung am Ende der Trimmkerbe auf die Ergebnisse besitzt, weil dort die größten Potentialgradienten entstehen. Wir ersparen uns diesen Aufwand, welcher wahrscheinlich nur zu geringen Ergebnisänderungen führt.
• Stattdessen wählen wir bei den globalen Vernetzungseinstellungen für die Tetraeder-Elemente eine parabolische Ansatzfunktion, welche die Berechnungszeit nur unwesentlich verlängert, aber eine etwas höhere Genauigkeit verspricht. Die berechnete Maximalspannung vergrößert sich dadurch um ca. 0,1% im Vergleich zur linearen Ansatzfunktion.
• Die zusätzliche Aktivierung bogenförmiger Elemente bleibt ohne Auswirkung!
• Die folgende Darstellung des Potentialfeldes hebt die Details des Potentialfeld-Verlauf am Ende der Trimmkerbe durch eine geeignete Einstellung der Legenden-Grenzwerte hervor:

Im Beispiel ist der aktuelle Widerstandswert mit 218,7 Ω noch zu klein. D.h., die Schnittlänge L_s muss verlängert werden. Für die Ermittlung einer hinreichend genauen Schnittlänge benötigt man exakt drei Simulationen:

1. mit "irgendeinem" Anfangswert für L_s
2. mit einem in die richtige Richtung veränderten Testwert
3. zur Überprüfung eines daraus linear inter- bzw. extrapolierten Ergebniswertes für L_s

Frage:

• Wie groß sind die Werte b_k und L_s des Trimmschnittes für das Erreichen des Soll-Widerstandswertes von 240 Ω?

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