Software: FEM - Tutorial - 2D-Mechanik - Beispiel: Unterschied zwischen den Versionen
Aus OptiYummy
Zur Navigation springenZur Suche springen
KKeine Bearbeitungszusammenfassung |
KKeine Bearbeitungszusammenfassung |
||
(5 dazwischenliegende Versionen desselben Benutzers werden nicht angezeigt) | |||
Zeile 1: | Zeile 1: | ||
[[Software:_FEM_-_Tutorial_-_FEM-Prozess|↑]] <div align="center"> [[Software:_FEM_-_Tutorial_-_FEM-Prozess|←]] [[Software:_FEM_-_Tutorial_-_2D-Mechanik_-_Mass-System|→]] </div> | [[Software:_FEM_-_Tutorial_-_FEM-Prozess|↑]] <div align="center"> [[Software:_FEM_-_Tutorial_-_FEM-Prozess|←]] [[Software:_FEM_-_Tutorial_-_2D-Mechanik_-_Mass-System|→]] </div> | ||
<div align="center">'''Beispiel'''</div> | <div align="center">'''Beispiel'''</div> | ||
Am Beispiel der statischen Zugbelastung eines Blechstreifens soll in einem FEM-System der gesamte FEM-Prozess komplett durchgespielt werden: | Am Beispiel der statischen Zugbelastung eines Blechstreifens soll in einem FEM-System der gesamte FEM-Prozess komplett durchgespielt werden: | ||
* Wer bereits in einem CAD-Systems | * Wer bereits in einem CAD-Systems Belastungsanalysen ([[Software:_CAD_-_Tutorial_-_Belastungsanalyse|'''CAD-Tutorial''']]) durchgeführt hat, wird erstaunt sein, wie umständlich und aufwändig die gleiche Analyse in einem FEM-System sein kann. | ||
* Die umfangreiche Funktionalität eines FEM-Systems kann auf Grund ihrer Andersartigkeit den erfahrenen CAD-Nutzer zumindest erst einmal verwirren. | * Die umfangreiche Funktionalität eines FEM-Systems kann auf Grund ihrer Andersartigkeit den erfahrenen CAD-Nutzer zumindest erst einmal verwirren. | ||
* Für den Einsteiger in die FEM ist es wichtig, zuerst ein Gefühl dafür zu entwickeln: | * Für den Einsteiger in die FEM ist es wichtig, zuerst ein Gefühl dafür zu entwickeln: | ||
*# wie man mit den erforderlichen Finite-Elemente-Netzen arbeitet | |||
*# welche grundlegenden Fehler man dabei machen kann | |||
'''Problem-Beschreibung''' | |||
'''Problem-Beschreibung | * Die Lasche mit einer '''Dicke=3 mm''' soll als Aufhängung für eine größere statische Last dienen:<div align="center">[[Bild:Software_FEM_-_Tutorial_-_FEM-Prozess_-_Beispiel_-_aufhaengung.gif|.]]</div> | ||
<div align="center">[[Bild:Software_FEM_-_Tutorial_-_FEM-Prozess_-_Beispiel_-_aufhaengung.gif| ]]</div> | |||
* Wir werden die Geometrie und die Eigenschaften des Materials definieren. | * Wir werden die Geometrie und die Eigenschaften des Materials definieren. | ||
* Wir erstellen ein Finite-Elemente-Netz und definieren die Zwangsbedingungen und die Belastung. | * Wir erstellen ein Finite-Elemente-Netz und definieren die Zwangsbedingungen und die Belastung. | ||
* Die Halterung (Lasche) soll aus '''Stahl C35''' gefertigt werden. | * Die Halterung (Lasche) soll aus '''Stahl C35''' gefertigt werden. | ||
* Für die Befestigung werden wir unterschiedliche Varianten untersuchen: | * Für die Befestigung werden wir unterschiedliche Varianten untersuchen: | ||
# Der Rand des Loch wird vollständig fixiert (Verschweißt mit einem ideal starren Bolzen). Das Loch bildet also mit dem ideal starren Bolzen ein Festlager. | *# Der Rand des Loch wird vollständig fixiert (Verschweißt mit einem ideal starren Bolzen). Das Loch bildet also mit dem ideal starren Bolzen ein Festlager. | ||
# Vergleichend dazu untersuchen wir die Lagerung der Lasche mittels Spielpassung auf dem ideal starren Bolzen. | *# Vergleichend dazu untersuchen wir die Lagerung der Lasche mittels Spielpassung auf dem ideal starren Bolzen. | ||
# Wir versuchen dann abschließend, die Nachgiebigkeit des Bolzens für den Fall des verschweißten Lochrandes nachzubilden. | *# Wir versuchen dann abschließend, die Nachgiebigkeit des Bolzens für den Fall des verschweißten Lochrandes nachzubilden. | ||
* Die Lasche wird zuerst belastet mit einer statischen Zugkraft von 10.000 N. Danach werden wir die zulässige Zugkraft für einen Sicherheitsfaktor=2 ermitteln. | * Die Lasche wird zuerst belastet mit einer statischen Zugkraft von 10.000 N. Danach werden wir die zulässige Zugkraft für einen Sicherheitsfaktor=2 ermitteln. | ||
'''Modellbildungsprozess''' | |||
'''Modellbildungsprozess | |||
[[Bild:memo_stempel.gif|right]] | [[Bild:memo_stempel.gif|right]] | ||
Die Erstellung eines Finite-Elemente-Modells verläuft grundsätzlich in drei Schritten: | * Die Erstellung eines Finite-Elemente-Modells verläuft grundsätzlich in drei Schritten: | ||
# Erstellen der Geometrie | *# Erstellen der Geometrie | ||
# Definition physikalischer Eigenschaften und Vernetzung | *# Definition physikalischer Eigenschaften und Vernetzung | ||
# Definieren von Randbedingungen / Belastungen | *# Definieren von Randbedingungen / Belastungen<div align="center"> [[Software:_FEM_-_Tutorial_-_FEM-Prozess|←]] [[Software:_FEM_-_Tutorial_-_2D-Mechanik_-_Mass-System|→]] </div> | ||
<div align="center"> [[Software:_FEM_-_Tutorial_-_FEM-Prozess|←]] [[Software:_FEM_-_Tutorial_-_2D-Mechanik_-_Mass-System|→]] </div> |
Aktuelle Version vom 18. März 2015, 13:35 Uhr
Beispiel
Am Beispiel der statischen Zugbelastung eines Blechstreifens soll in einem FEM-System der gesamte FEM-Prozess komplett durchgespielt werden:
- Wer bereits in einem CAD-Systems Belastungsanalysen (CAD-Tutorial) durchgeführt hat, wird erstaunt sein, wie umständlich und aufwändig die gleiche Analyse in einem FEM-System sein kann.
- Die umfangreiche Funktionalität eines FEM-Systems kann auf Grund ihrer Andersartigkeit den erfahrenen CAD-Nutzer zumindest erst einmal verwirren.
- Für den Einsteiger in die FEM ist es wichtig, zuerst ein Gefühl dafür zu entwickeln:
- wie man mit den erforderlichen Finite-Elemente-Netzen arbeitet
- welche grundlegenden Fehler man dabei machen kann
Problem-Beschreibung
- Die Lasche mit einer Dicke=3 mm soll als Aufhängung für eine größere statische Last dienen:
- Wir werden die Geometrie und die Eigenschaften des Materials definieren.
- Wir erstellen ein Finite-Elemente-Netz und definieren die Zwangsbedingungen und die Belastung.
- Die Halterung (Lasche) soll aus Stahl C35 gefertigt werden.
- Für die Befestigung werden wir unterschiedliche Varianten untersuchen:
- Der Rand des Loch wird vollständig fixiert (Verschweißt mit einem ideal starren Bolzen). Das Loch bildet also mit dem ideal starren Bolzen ein Festlager.
- Vergleichend dazu untersuchen wir die Lagerung der Lasche mittels Spielpassung auf dem ideal starren Bolzen.
- Wir versuchen dann abschließend, die Nachgiebigkeit des Bolzens für den Fall des verschweißten Lochrandes nachzubilden.
- Die Lasche wird zuerst belastet mit einer statischen Zugkraft von 10.000 N. Danach werden wir die zulässige Zugkraft für einen Sicherheitsfaktor=2 ermitteln.
Modellbildungsprozess
- Die Erstellung eines Finite-Elemente-Modells verläuft grundsätzlich in drei Schritten:
- Erstellen der Geometrie
- Definition physikalischer Eigenschaften und Vernetzung
- Definieren von Randbedingungen / Belastungen