Creo Elements/Direct Finite Element Analysis – Übersicht
Mit Creo Elements/Direct Finite Element Analysis können Sie eine strukturelle oder thermische Basisanalyse für Teile und Strukturen in Creo Elements/Direct Modeling konfigurieren. Anhand der Analyseergebnisse können die Reaktionen eines Modells auf die Einwirkung von Kräften, das Verhalten von Modellen im praktischen Einsatz unter bestimmten Bedingungen einfacher und schneller simuliert und vorhergesagt werden.
Creo Elements/Direct Finite Element Analysis bietet die folgenden Möglichkeiten:
• Creo Elements/Direct Finite Element Analysis Lastfälle in einer frühen Phase des Konstruktionsprozesses erstellen und Änderungen schnell in Creo Elements/Direct Modeling vornehmen, um die Konstruktion zu optimieren.
• Lasten, Randbedingungen und Materialien innerhalb der Creo Elements/Direct Modeling Umgebung konfigurieren.
• Netzinformationen zur Weiterverarbeitung mit Programmen von anderen Herstellern exportieren.
• Vernetzungen für Oberflächen- und Volumenmodelle automatisch erzeugen und optimieren.
• Analyseergebnisse anhand von verschiedenfarbigen Konturen, Verformungen und Animation grafisch darstellen.
Was ist FEA (Finite Elemente Analyse)?
FEA (Finite Elemente Analyse) ist ein rechnergesteuertes Verfahren zur Vorhersage von Reaktionen eines realen Objekts auf die Einwirkung von Kräften, Wärme, Schwingungen usw. Damit kann ermittelt werden, ob und unter welchen Bedingungen das Objekt zerstört wird, Ermüdungserscheinungen beim Material auftreten oder ob sich das Objekt wie gewünscht verhält. Die Analyse liefert also im voraus wichtige Informationen über den praktischen Einsatz des betreffenden Produkts.
Beim FEA-Verfahren wird das zu analysierende Objektmodell in viele (tausende bis hunderttausende) einzelne Bestandteile (finite Elemente) zerlegt. Das Verhalten dieser geometrisch regelmäßig geformten Elemente kann über mathematische Gleichungen einfach bestimmt werden. Das Verhalten des gefertigten Teils wird dann bei einer Auswertung aus dem Verhalten aller zugehörigen Elemente abgeleitet.
In der Vergangenheit verwendeten die Ingenieure die Integral- und Differenzialrechnung in der Analyse, um Objekte in eine unendliche Anzahl von Elementen herunterzubrechen. Der Begriff "Finite" (endlich) in Finite Element Analysis leitet sich von der Vorstellung ab, dass ein Finite-Element-Modell eine endliche Anzahl von Elementen enthält.
Das FEA-Verfahren eignet sich für die Vorhersage des Verhaltens von Objekten und Strukturen in Bezug auf diverse physikalische Einflüsse:
• Mechanische und Wärmespannungen (Spannungsanalyse)
• Mechanische Schwingungen
• Wärmeaustausch - Wärmeanalyse
• Strömungsverhalten - bei flüssigen und gasförmigen Stoffen
• Diverse elektrische und magnetische Phänomene
• Akustische Eigenschaften
Mit FE Analysis/Spannung und FE Analysis/Wärme können Analysen für die drei am häufigsten auftretenden Belastungen (mechanische Spannungen, mechanische Schwingungen und stationäre Wärmeanalyse) durchgeführt werden.
Wärmeübertragungsanalyse
Das Modul FE Analysis/Thermal Analysis ist ein Zusatzmodul, das FE Analysis/Stress um die Funktion zur Durchführung stationärer Wärmeanalysen direkt am Creo Elements/Direct Modeling Modell erweitert. Das Modul FE Analysis/Wärme bietet folgende Funktionalität:
• Temperaturverteilung
• Wärmefluss
Creo Elements/Direct Finite Element Analysis verwendet die folgenden Arten von Lasten und Randbedingungen (LBR) für die Wärmeübertragungsanalyse:
• Feste Temperatur
• Konvektion
• Wärmefluss
• Wärmeerzeugung
Die Wärmeanalyse findet Verwendung bei der Berechnung der Temperaturverteilung und den damit zusammenhängenden Wärmemengen in einem Objekt. Unbekannte Daten sind dabei in erster Linie die Temperaturen.
Die drei Hauptmodi der Wärmeübertragung sind Konvektion, Leitung und Strahlung. Zusätzlich gibt es spezielle thermische Effekte wie Änderung des Zustandes (Schmelzen oder Gefrieren) oder interne Wärmeerzeugung. Creo Elements/Direct Finite Element Analysis ermöglicht die Analyse für Konvektions- und Leitungswärmeübertragung.
Die Beziehung zwischen Creo Elements/Direct Finite Element Analysis und Creo Elements/Direct Modeling
Alle Lastfalldaten (bestehend aus Lasten und Randbedingungen, zugehörigen Materialinformationen, erzeugten Netzen und Analyseergebnissen) werden zusammen mit dem Creo Elements/Direct Modeling Konstruktionspaket gespeichert.
Damit besteht die Möglichkeit, sie in der geöffneten Konstruktion anzusehen und zu bearbeiten.
Über die Schaltflächen in der Gruppe Ausgabe auf der Registerkarte Ändern lassen sich erzeugte Netze innerhalb einer Creo Elements/Direct Finite Element Analysis-Sitzung zur Verwendung in FEA-Programmen von Drittanbietern in eine Datei exportieren.