Software: FEM - Tutorial - 2D-Bauteil - Beispiel

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Beispiel

Am Beispiel der statischen Zugbelastung eines Blechstreifens soll zuerst in einem CAD- und dann in einem FEM-Programm der gesamte FEM-Prozess komplett durchgespielt werden:

• Die umfangreiche Funktionalität eines FEM-Programms kann auf Grund ihrer Andersartigkeit im Vergleich zum CAD-Programm den erfahrenen CAD-Nutzer zumindest erst einmal verwirren.
• Für den Einsteiger in die FEM ist es wichtig, zuerst ein Gefühl dafür zu entwickeln:
  1. wie man mit den erforderlichen Finite-Elemente-Netzen arbeitet
  2. welche grundlegenden Fehler man dabei machen kann

Problem-Beschreibung

• Die Lasche mit einer Dicke=1 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:
  1. Die Wand des Loches wird vollständig fixiert ("verschweißt" mit einem ideal starren Bolzen). Das Loch bildet also mit dem ideal starren Bolzen ein Festlager.
  2. Vergleichend dazu untersuchen wir die Lagerung der Lasche mittels Spielpassung auf dem ideal starren Bolzen.
• Die Lasche wird zuerst belastet mit einer statischen Zugkraft von 1000 N. Danach werden wir die zulässige Zugkraft für einen Sicherheitsfaktor=2 ermitteln.

Modellbildungsprozess

• Die Erstellung eines Finite-Elemente-Modells verläuft grundsätzlich in drei Schritten:
  1. Beschreiben der Geometrie
  2. Definition physikalischer Eigenschaften und Vernetzung
  3. Definieren von Belastungen / Abhängigkeiten

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