Software: FEM - Tutorial - Elektrisches Flussfeld - Z88 - Dimensionierung

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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 b_k nehmen wir anhand der Dimensionierungsvorschrift vor:
  b_k/mm=B/mm · [0,05+1,05 · (1 - R₀/R_soll)] + 0,2
• Für die Länge L_s 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:

1. mit "irgendeinem" Anfangswert
2. mit einem in die richtige Richtung veränderten Testwert.
3. zur Überprüfung eines linear inter- bzw. extrapolierten Ergebniswertes für L_s

Frage:

• Wie groß sind die Werte b_k und L_s des Trimmschnittes für das Erreichen des Soll-Widerstandswertes von 240 Ω?

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