Software: FEM - Tutorial - Elektrisches Flussfeld - Z88 - Dimensionierung: Unterschied zwischen den Versionen
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Um den Zustand der Modell-Validierung nicht zu zerstören, ergänzen wir im verwendeten CAD-Programm den L-Schnitt in einer Kopie der CAD-Datei und exportieren danach die STEP-Datei "'''FEM4_RN_xx.stp'''" ('''N''' ... Nennwert) wieder in den lokalen CAD-Projektordner "'''FEM4_CAD_xx'''". | |||
* Die Berechnung der Einkerbungslänge '''b<sub>k</sub>''' nehmen wir anhand der Dimensionierungsvorschrift vor:<div align="center">'''b<sub>k</sub>/mm=B/mm · [0,05+1,05 · (1 - R<sub>0</sub>/R<sub>soll</sub>)] + 0,2'''</div> | |||
* Für die Länge '''L<sub>s</sub>''' kann man mit irgendeiner Annahme beginnen (z.B. '''1 mm'''). | |||
* Es ist darauf zu achten, dass die Skizze für den Schnitt vollständig bestimmt ist! | |||
Die Simulation des aktuellen Widerstandes erfolgt in einem neuen Projekt-Ordner '''FEM4_Z88_RN_xx'''. Dabei ist die fehlende Symmetrie zu beachten: | |||
* Die Einspeisung des Stroms sollte auf derjenigen Seite stattfinden, an welcher das elektrische Feld am homogensten ist, um die Spannungsdifferenzen an der Strom-Kontaktfläche möglichst gering zu halten: | |||
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* Die Spannungsdifferenzen an der Strom-Kontaktfläche kann man wieder mit der Filter-Funktion ermitteln (''Analog zur "Elektrostatik":'' [[Software:_FEM_-_Tutorial_-_Elektrostatik_-_Z88_-_Modellbildung|''Modellbildung und -validierung mit Z88Aurora-Thermomodul'']]). Im Beispiel schwankt die Spannung um ±2 V um den hypothetischen Mittelwert (entspricht ca. ±1%): | |||
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* Hier fehlt an der Kontakt-Fläche zur Strom-Einspeisung im Modell ein zusätzlicher Streifen Kupfer-Material. Dieser würde auf Grund seiner hohen elektrischen Leitfähigkeit für den erforderlichen Potentialausgleich sorgen. | |||
* Als Workaround für das fehlende Material sollte man bei der Berechnung des aktuellen Widerstand im Beispiel einen um 1 % verringerten Wert der Maximalspannung benutzen! | |||
Für die Ermittlung einer hinreichend genauen Schnittlänge benötigt man maximal drei Simulationen: | |||
# mit "irgendeinem" Anfangswert | |||
# mit einem in die richtige Richtung veränderten Testwert. | |||
# zur Überprüfung eines linear inter- bzw. extrapolierten Ergebniswertes für '''L<sub>s</sub>''' | |||
'''Frage:''' | |||
* Wie groß sind die Werte '''b<sub>k</sub>''' und '''L<sub>s</sub>''' des Trimmschnittes für das Erreichen des Soll-Widerstandswertes von '''240 Ω'''? | |||
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Aktuelle Version vom 3. März 2020, 16:03 Uhr
Manuelle Fein-Dimensionierung mit Z88Aurora (Für Übungsteilnehmer nur zur Info!)
Um den Zustand der Modell-Validierung nicht zu zerstören, ergänzen wir im verwendeten CAD-Programm den L-Schnitt in einer Kopie der CAD-Datei und exportieren danach die STEP-Datei "FEM4_RN_xx.stp" (N ... Nennwert) wieder in den lokalen CAD-Projektordner "FEM4_CAD_xx".
- Die Berechnung der Einkerbungslänge bk nehmen wir anhand der Dimensionierungsvorschrift vor:bk/mm=B/mm · [0,05+1,05 · (1 - R0/Rsoll)] + 0,2
- Für die Länge Ls kann man mit irgendeiner Annahme beginnen (z.B. 1 mm).
- Es ist darauf zu achten, dass die Skizze für den Schnitt vollständig bestimmt ist!
Die Simulation des aktuellen Widerstandes erfolgt in einem neuen Projekt-Ordner FEM4_Z88_RN_xx. Dabei ist die fehlende Symmetrie zu beachten:
- Die Einspeisung des Stroms sollte auf derjenigen Seite stattfinden, an welcher das elektrische Feld am homogensten ist, um die Spannungsdifferenzen an der Strom-Kontaktfläche möglichst gering zu halten:
- Die Spannungsdifferenzen an der Strom-Kontaktfläche kann man wieder mit der Filter-Funktion ermitteln (Analog zur "Elektrostatik": Modellbildung und -validierung mit Z88Aurora-Thermomodul). Im Beispiel schwankt die Spannung um ±2 V um den hypothetischen Mittelwert (entspricht ca. ±1%):
- Hier fehlt an der Kontakt-Fläche zur Strom-Einspeisung im Modell ein zusätzlicher Streifen Kupfer-Material. Dieser würde auf Grund seiner hohen elektrischen Leitfähigkeit für den erforderlichen Potentialausgleich sorgen.
- Als Workaround für das fehlende Material sollte man bei der Berechnung des aktuellen Widerstand im Beispiel einen um 1 % verringerten Wert der Maximalspannung benutzen!
Für die Ermittlung einer hinreichend genauen Schnittlänge benötigt man maximal drei Simulationen:
- mit "irgendeinem" Anfangswert
- mit einem in die richtige Richtung veränderten Testwert.
- zur Überprüfung eines linear inter- bzw. extrapolierten Ergebniswertes für Ls
Frage:
- Wie groß sind die Werte bk und Ls des Trimmschnittes für das Erreichen des Soll-Widerstandswertes von 240 Ω?
