Randbedingungen sind die natürlichen Ankerpunkte Ihres Konstruktionsmodells. Eine Randbedingung stellt das Verfahren und die Position der Verankerung der Struktur oder des Teils am Boden oder an anderen Teilen dar. Beim Festlegen einer Randbedingung verringern Sie eigentlich den Translationsfreiheitsgrad eines Teils Ihres Konstruktionsmodells an ausgewählten Eckpunkten, entlang einer Kante oder über einer Fläche auf 0.
Hier sind zwei Arten von Randbedingungssymbolen dargestellt:
In der Abbildung steht das magentafarbene Symbol für eine translationale Randbedingung und das gelbe Symbols für eine rotationale Randbedingung. Diese Symbole sind in ihren vorgegebenen Farben dargestellt. Klicken Sie zum Ändern der Farben in der Taskleiste von Creo Elements/Direct Finite Element Analysis auf das Vorgabensymbol.
Starrkörperverschiebung und Mechanismen
Wenn Sie Lasten und Randbedingungen festlegen, müssen Sie unbedingt daran denken, die Randbedingungen so zu bemessen, dass eine Starrkörperverschiebung vermieden wird.
Starrkörperverschiebung tritt auf, wenn sich die Struktur oder das Teil frei in eine der Verschiebungsrichtungen bewegen kann (Verschiebung ohne Verformung). Wenn Sie eine Kaffeetasse auf Ihrem Schreibtisch so mit dem Finger anstoßen, dass sie ein Stück rutscht, erzeugen Sie eine Starrkörperverschiebung.
Eine Unterklasse der Starrkörperverschiebung tritt dann auf, wenn bei einem Teil einer Struktur, für die sonst Randbedingungen gelten, eine Starrkörperverschiebung möglich ist. Dies wird als Mechanismus bezeichnet. Bei der linear statischen Analyse erzeugt das Vorhandensein eines Mechanismus zudem einen Singularitätsfehler in der Lösung.
Zwei Stangensegmente, die über ein frei bewegliches Kugelgelenk miteinander verbunden sind, veranschaulichen dieses Problem, wenn nur ein Stangensegment vor Ausführung der Analyse mit den richtigen Randbedingungen versehen wird.
Für eine Fläche, Kante oder einen Eckpunkt eine Randbedingung festlegen
1. Klicken Sie auf FEA und anschließend in der Gruppe Mechanische LRB aufRandbedingungen.
2. Klicken Sie im Abschnitt "Translatorisch" oder "Rotatorisch" des Dialogfensters Randbedingungen auf Eckpunkt, Kante oder Fläche.
3. Klicken Sie auf Lastfall, und wählen Sie in der Strukturliste einen Lastfall aus.
4. Klicken Sie auf Name, und geben Sie einen Namen für die Randbedingung ein. Die einzelnen Randbedingungen werden in der Strukturliste unter dem Lastfall angezeigt.
5. Klicken Sie auf BezEckpunkt, BezKante oder BezFläche, und wählen Sie einen Eckpunkt, eine Kante oder eine Fläche im Fenster aus.
6. Sie können die Freiheitsgrade für die Richtungen der Achsen X, Y und Z auf Frei oder Fest setzen.
7. Das für die Randbedingung geltende Koordinatensystem können Sie auf folgende Werte setzen:
◦ Global: Es wird das normale kartesische Koordinatensystem verwendet.
◦ Lokal: Ermöglicht die Festlegung eines lokalen Koordinatensystems für die Randbedingungen.
◦ Zylinder: Mit einer translatorischen Randbedingung in einem zylindrischen Koordinatensystem können Sie die Drehung einer Welle wirksam blockieren (fest tangential). Sie blockieren zwar die Drehung der Welle, befassen sich aber nicht mit der Drehung eines Knotens, weil es bei der Solid-Model-Finite-Analysis keinen rotatorischen Freiheitsgrad gibt. Bei einer solchen Randbedingung kann sich jeder mit Randbedingungen versehene Knoten nur in der durch den Knoten und die Achse des Koordinatensystems definierten Ebene bewegen.
8. Wenn Sie im vorigen Schritt "Lokal" oder "Zylinder" gewählt haben, müssen Sie das Koordinatensystem definieren. Klicken Sie auf KoordSyDef, und folgen Sie den Aufforderungen in der Eingabeaufforderungsleiste, die sich direkt über Strukturliste und Darstellungsfenster befindet.
9. Klicken Sie auf Weiter, wenn Sie weitere Randbedingungen desselben Typs festlegen möchten.
10. Klicken Sie auf , um den Vorgang abzuschließen.
, um den Vorgang abzuschließen.