Übersicht über statische Analysen
Beschreibung
Mit statischen Analysen können Sie Verformungen, Spannungen und Dehnungen in Ihrem Modell berechnen lassen, die durch bestimmte Lasten verursacht werden und angegebenen Randbedingungen unterliegen.
Eine statische Analyse zeigt Ihnen, ob das Material in Ihrem Modell den Spannungen standhält, ob das Bauteil versagt (Spannungsanalyse), wo es versagt (Dehnungsanalyse), wie sehr sich die Form des Modells ändert (Verformungsanalyse) und welche Wirkungen Lasten auf Kontakte haben (Kontaktanalyse).
Führen Sie eine statische Analyse durch, wenn die Lasten und die übrigen Randbedingungen für das Modell sich im Laufe der Zeit nicht ändern, oder wenn die Lastfrequenz weniger als etwa ein Drittel der niedrigsten Eigenfrequenz der Struktur beträgt.
In der Regel führen statische Analysen für Spannung und Verschiebung unter den folgenden Bedingungen zu aussagekräftigen Ergebnissen:
• Wenn die Spannung in einem Bauteil einen bestimmten Wert übersteigt, kann das Bauteil versagen. Die Interpretation der Spannungsergebnisse hängt vom Materialtyp und der Art der Lasteinwirkung ab. Beispiel: Die meisten in der Industrie verwendeten Materialien verformen sich, bevor sie versagen. Die Analyse der Von Mises-Spannung wird allgemein als die angesehen, die das Versagen von plastisch verformbaren Materialien am genauesten vorhersagt. Auf plastisch verformbare Materialien lässt sich ferner die Theorie der maximalen Schubspannung (Tresca) anwenden. Da spröde Materialien durch Bruch versagen, empfiehlt sich in solchen Fällen der modifizierte Mohrsche Kreis als Methode. Verbundstrukturen weisen in der Regel unterschiedliche Versagensarten auf, weshalb für deren Vorhersage unterschiedliche Theorien angewendet werden müssen, wie z.B. Tsai Wu, maximale Spannung oder maximale Dehnung. Wenn es sich um eine zyklische Lasteinwirkung handelt (d.h. die Last wird sehr häufig für begrenzte Zeit angewendet, wie z.B. bei einem Kraftfahrzeug, das über ein Kopfsteinpflaster fährt), kann das Bauteil aufgrund von Ermüdung bereits bei niedrigerer Spannung versagen.
• Die von Creo Simulate gelieferten Verschiebungsergebnisse lassen die Verformung der Struktur bei Einwirkung der Randbedingungen erkennen. Die meisten Konstruktionen müssen sowohl steif genug für den Einsatzzweck als auch robust und bruchfest sein.
Damit Sie aus statischen Analysen zuverlässige Spannungs- und Verschiebungsergebnisse erhalten, müssen folgende Bedingungen erfüllt sein:
◦ Modellieren Sie die Lasten und Randbedingungen möglichst realistisch.
◦ Die Geometrie des Creo Simulate Modells muss überall dort, wo hohe Spannungen auftreten können, der Geometrie des realen Bauteils genau entsprechen.
Beispiel: Wenn Sie in einem Bereich, in dem Creo Simulate eine hohe Spannung feststellt, eine Rundung unterdrücken, sind die errechneten Spannungswerte wesentlich höher als in der Praxis (da die Theorie voraussagt, dass eine innere Ecke eine unendlich große Spannung bzw. eine Singularität bewirkt). Abgesehen davon dauert die Berechnung dieser unrealistischen Spannungen mit Creo Simulate länger, und es werden mehr Ressourcen benötigt.
Anforderungen
• Ein Randbedingungssatz
• Mindestens ein Lastsatz oder mindestens eine erzwungene Verschiebung
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Um das Modell zu analysieren, ohne Randbedingungen aufzubringen, verwenden Sie die Option Massenträgheitsentlastung (Inertia Relief) im Dialogfenster Definition der statischen Analyse (Static Analysis Definition).
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Weitere Informationen finden Sie unter Randbedingungs- und Lastsätze bei strukturmechanischen Analysen.
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