Software: FEM - Tutorial - Elektrisches Flussfeld - Z88

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Elektrisches Flussfeld in Z88Aurora

Die Anwendung der Analogiebeziehungen ist für das elektrische Flussfeld im Z88Aurora einfacher als beim elektrostatischen Feld, weil kein Korrekturfaktor für die spezifische elektrische Leitfähigkeit erforderlich ist:

• Wir benötigen zumindest für die Validierung anhand des ungetrimmten Widerstandes im Vergleich zur analytischen Dimensionierungsgleichung des ohmschen Widerstands keine unterschiedlichen Materialien.
• Man kann sich auf eine rechteckige, 20 µm dicke Schicht der Widerstandspaste beschränken.
• Auf der einen Kontaktseite legt man das Nullpotential und in die andere Kontaktseite lässt man einen Strom von z.B. 1 A hineinfließen. Der sich einstellende Spannungsabfall U=I·R_u entspricht dann dem Wert des ohmschen Widerstands.

Hierfür genügt ein mit einem Freemesher generiertes Tetraeder-Netz auf Basis einer importierten STEP-Datei:

• Wir konstruieren im CAD-Projektordner "FEM4_CAD_xx" mittels Autodesk Inventor die Widerstandsschicht aus einem extrudierten Rechteck. Dieses Bauteil soll den Dateinamen FEM4_Ru_xx.ipt erhalten (u ... ungetrimmt).
• Der Export der STEP-Datei FEM4_Ru_xx.stp in den CAD-Projektordner sollte mit höchster Spline-Einpassgenauigkeit mit dem Anwendungsprotokoll "214" erfolgen.
• Für die Modell-Validierung des ungetrimmten Widerstands ist ein neues Z88-Projekt "FEM4_Z88_Ru_xx" anzulegen.
• Beim Hinzufügen eines neuen Materials für die Widerstandspaste ist die Längeneinheit mm zu beachten!
• Für die Tetraeder-Vernetzung funktioniert im Beispiel anscheinend nur Tetgen:
  • "Netgen" stürzte bei der Vorbereitung der Übung ab!
  • Für die 20 µm dicke Widerstandsschicht genügt eine Lage von Tetraeder-Elementen.
  • Es genügen lineare Tetraeder auf Grund der sehr feinen Vernetzung in der Fläche.
• Die Definition der Randbedingungen auf beiden Seiten der Widerstandsschicht ist unkompliziert.
• Die Simulation mit dem PARDISO-Solver geht schnell und ergibt den folgenden Spannungsverlauf in der Widerstandsschicht:

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