Software: FEM - Tutorial - 3D-Mechanik - MP - Netz-Entfaltung

↑

← →

Prinzip der Netz-Entfaltung

===>>> Dieser Abschnitt wird zur Zeit erarbeitet !!!! <<<===

Im ersten Übungskomplex benutzten wir zur Erzeugung hochwertiger FE-Netze die strukturierte Vernetzung (Mapped Mesher). In dieser Übung soll ein weiteres Verfahren zur Generierung regelmäßiger Netze angewandt werden, welches schrittweise eine Erhöhung der Netz-Dimensionalität gestattet:

• Damit könnte man z.B. zuerst vereinfachte 2D-Berechnungen durchführen.
• Durch Anwendung der Operation Extrude erzeugt man dann für genauere Simulationen aus dem 2D-Netz mit geringem Aufwand die Vernetzung in der 3. Dimension.

In unserem Beispiel nutzen wir diese Vernetzungstechnologie, um damit das gewünschte 3D-Netz eines Puffer-Achtels zu erzeugen. Die Vorgehensweise entspricht praktisch einem Wachstumsprozess aus einer 1D-Keimzelle (Folgendes noch nicht ausführen!):

1. Wir definieren eine radiale Kante als Linie und vernetzen diese mit Stab-Elementen (1d).
2. Wir führen die Operation "Revolve" aus, wobei wir die Stab-Elemente durch Flächen-Elemente ersetzen. Das bewirkt ein "Auffächern" des Netzes in der Ebene (2d).
3. Wir führen die Operation "Extrude" aus, wobei wir die Flächen-Elemente durch Solid-Elemente ersetzen. Damit ist das gewünschte Volumen gefüllt (3d).

Das ein Achtel des Gummi-Puffers ausreichen kann, ergibt sich aus Überlegungen zu den Symmetriebedingungen. Ob es möglich ist, nur mit einen Teil des zu untersuchenden Objektes das Gesamt-Verhalten mittels Finite-Elemente-Modell zu simulieren, ist abhängig von:

1. Geometrie des Untersuchungsobjekts (einschließlich Verteilung der Materialien)
2. Art der Zwangsbedingungen ("Einspannung")
3. Form der Last (Kraft-Angriffstellen und -Richtung)
4. Isotropie des Materials

In unserem Fall sprechen alle 4 Kriterien für die Möglichkeit, nur einen Teil des Gummipuffers zu modellieren (Zylinder, keine asymmetrische Einspannung, Material isotrop), solange die Lastkraft den Puffer nicht asymmetrisch verformt:

• Eigentlich würde ein ganz dünnes "Tortenstück" des quer halbierten Puffers ausreichen.
• Da wir jedoch die Netz-Entfaltung für ein Solid-Modell erkunden wollen, müssen wir uns überlegen, welche Möglichkeiten existieren, über randbedingungen die Symmetrie-Eigenschaften an den Rändern des berechneten Modell-Teils zu beschreiben.
• Bei den vorhanden Möglichkeiten der Einschränkung von Freiheitsgraden ist das oben abgebildete Achtel des gesamten Puffers wahrscheinlich die günstigste Variante.

← →