Software: FEM - Tutorial - FEM-Prozess - Physik

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Definieren physikalischer Eigenschaften

FEMAP-Materialbibliothek

Bevor wir Finite Elemente erzeugen können, müssen wir zuerst das Material definieren (Model - Material):

• 
  Man könnte die Parameter der Material-Eigenschaften direkt eingeben. Günstiger ist sicher die Benutzung einer Materialbibliothek (Load). Wir wählen das Material AISI 4130 Steel und quittieren mit OK.
• Achtung: Die mitgelieferten Materialdaten benutzen die in den USA üblichen Maßeinheiten (in.=2,54cm / lb=453,6g / feet usw.). Insofern sind diese Parameterwerte im deutschen Sprachraum kaum nutzbar! Deshalb quittieren wir die Material-Definition vorläufig mit Cancel.

Nutzereigene Materialbibliothek

Mittels FEMAP ist es relativ einfach, eigene Material-Bibliotheken aufzubauen. Dies sollte man auch konsequent betreiben, um effektiv arbeiten zu können.

Hinweis für Teilnehmer der LV im PC-Pool:

• Bei jeder Nutzeranmeldung werden automatisch folgende Aktionen durchgeführt:
  • Erstellen eines Ordners FEMAP in "Eigene Dateien" (wenn noch nicht existent).
  • Kopieren einer eventuellen eigenen FEMAP.INI aus diesem FEMAP-Ordner in den FEMAP-Programmordner F:\PROGRAMME\FEMAP91 bzw. Generierung einer "jungfräulichen" FEMAP.INI
  • Die FEMAP.INI-Datei enthält Verweise auf MATERIAL.ESP und PROPERTY.ESP in "Eigene Dateien\FEMAP"
  • Falls keine eigenen Dateien MATERIAL.ESP bzw. PROPERTY.ESP existieren, werden diese aus dem Programm-Ordner dorthin kopiert.
• Beim Start von FEMAP wird ein Script aktiviert, welches folgende Aktionen ausführt:
  • Kopieren einer eigenen FEMAP.INI-Datei in den Programm-Ordner.
  • Ausführen des FEMAP-Programms.
  • Sichern der FEMAP.INI-Datei aus dem Programm-Ordner in "Eigenen Dateien\FEMAP".

Bibliotheken besitzen die Filetyp .ESP. Wir öffnen MATERIAL.ESP mit dem Windows-Editor NOTEPAD.EXE (Teilnehmer der LV im PC-Pool unter "Eigene Dateien\FEMAP\"):

FEMAP Version 6 Material Library
$ Default Material Library for FEMAP v4.3 Notes:
$ Units are as follows:
$ E - #/in^2 (# == lbf)
$ G - #/in^2
$ nu - dimensionless
$ a - Alpha - Expansion Coefficient - in/in/degF
$ k - Conductivity - Btu/(sec*in^2*degF/in)
$ Cp - Specific Heat - Btu/(#s^2/in)/degF = Btu/(lbm*degF)/386.4 
$ Stress Limits - #/in^2
$ Mass Density - #*sec^2/in^4 = lbm/in^3/386.4
$ Reference Temperature - degF
$COM 0 4.3 AISI 4340 Steel
-1
401
0,104,0,1,0,
AISI 4340 Steel
29000000.,29000000.,29000000.,
0.,0.,0.,
0.32,0.32,0.32,
41498316.,19528620.,19528620.,0.,0.,
0.,41498316.,19528620.,0.,0.,
0.,41498316.,0.,0.,0.,
11000000.,0.,0.,11000000.,0.,
11000000.,
32308378.,10338681.,0.,32308378.,0.,
11000000.,
0.0000066,0.,0.,0.0000066,0.,
0.0000066,
0.000486111,0.,0.,0.000486111,0.,
0.000486111,
38.64,0.000733145,0.,70.,
215000.,215000.,240000.,240000.,156000.,
-1
:

• Keine Angst! Wir müssen die Werte unserer Materialien nicht von Hand in die Datei eintragen. Wir werden nur den Datei-Kopf als Vorlage für unsere eigene Bibliothek verwenden, damit wir später noch wissen, was die Zahlen bedeuten.
• Die Maßeinheiten sind nur Kommentare und werden von FEMAP nicht berücksichtigt. FEMAP hantiert nur mit den Zahlenwerten selbst. Trotzdem sollte man systematisch die SI-Einheiten eintragen. Die Materialien selbst können wir alle Löschen:

FEMAP Version 6 Material Library
$ Default Material Library for FEMAP v4.3 Notes:
$ Units are as follows:
$ E - N/m^2
$ G - N/m^2
$ nu - dimensionless
$ a - Alpha - Expansion Coefficient - m/m/K
$ k - Conductivity - J/m/K (therm.Leitfaehig.)
$ Cp - Specific Heat - J/kg/K (spez.Waerme)
$ Stress Limits - N/m^2
$ Mass Density - kg/m^3
$ Reference Temperature - °C

===>>> Hier geht es bald weiter!!!

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