Randbedingungen, Lasten und Analysetypen
Für einige Analysetypen in Creo Simulate werden Lasten und Randbedingungen benötigt. Der folgende Überblick über die für unterschiedliche Analysen benötigten Lasten und Randbedingungen soll Ihnen die Auswahl der entsprechenden Modellobjekte für den geplanten Analyseverlauf erleichtern:
Analysen im FEM-Modus
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Analysentyp
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Randbedingungen
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Last
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Structure
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strukturmechanische Analysen
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yes
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Optional
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Modalanalyse
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yes
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no
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Thermal
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Wärmeanalysen
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yes
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Optional
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Alle anderen Analysen
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Analysentyp
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Randbedingungen
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Last
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|---|---|---|
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Structure
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Statische Analysen
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Jaa
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Optional
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Modalanalyse
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Jab
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no
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Beulanalyse
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Jac
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yes
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statische Analysen starker Verformungen
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Jaa
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Optional
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Statische Analyse mit Vorspannung
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Jaa
|
yes
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Modalanalyse mit Vorspannung
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yes
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no
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Kontakt
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Jaa
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Optional
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Dynamische Zeitanalyse
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yes
|
yes
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dynamische Frequenzanalysen
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yes
|
yes
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Stochastische Antwortanalysen
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yes
|
yes
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dynamische Stoßanalysen
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yes
|
yes
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Ermüdungsanalysen
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no
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Jad
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Thermal
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Stationäre Wärmeanalyse
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yes
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Optional
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Transiente Wärmeanalyse
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yes
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Optional
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a. Wenn Ihr Modell Punkt-zu-Basis-Federn enthält, müssen Sie keine Randbedingung festlegen. Wenn Sie für eine lineare statische Analyse die Option Massenträgheitsentlastung (Inertia Relief) im Dialogfenster Definition der statischen Analyse (Static Analysis Definition) verwenden, müssen Sie keine Randbedingungen angeben.
b. Wenn Sie eine Modalanalyse für ein eingespanntes Modell durchführen möchten, müssen Sie mindestens eine Randbedingung hinzufügen. Für freie Modalanalysen mit Starrkörperbewegungs-Suche werden jedoch keine Randbedingungen benötigt.
c. Für Beulanalysen werden die Lasten und Randbedingungen verwendet, die Sie für die als Grundlage der Beulanalyse dienende statische Analyse definiert haben.
d. Für Ermüdungsanalysen werden die Ergebnisse aus der als Grundlage für die Lastberechnung verwendeten statischen Analyse verwendet.
Ebene Symmetrien ausnutzen
Durch die Ausnutzung von Symmetrien können Sie die Analyse auf einen Teil der Geometrie beschränken. Die Vorteile hinsichtlich Lösungszeit und Ressourcen-Beanspruchung liegen auf der Hand. Das Verfahren kann jedoch auch hilfreich sein, um Starrkörperbewegungen auszuschalten. Nicht nur die Geometrie, sondern auch die Eigenschaften, Lasten und Randbedingungen des Modells müssen sich symmetrisch verhalten.
• Randbedingungen: Schränken Sie bei ebener Symmetrie oder bei Spiegelsymmetrie alle Freiheitsgrade, die Verformungen senkrecht zur Symmetrieebene zulassen, durch Randbedingungen ein. Das untenstehende Beispiel verdeutlicht die Annäherung eines Modells, wobei aufgrund der ebenen Symmetrie des Modells nur ein Viertelausschnitt analysiert wird:
Vollständiges Modell
a
b
Dx, Ry und Rz sind in "a" als fest definiert, Dz, Rx und Ry sind in "b" als fest definiert. Da für Volumenelemente keine Freiheitsgrade für die Rotationsachsen definiert werden, brauchen in diesem Fall keine Randbedingungen für Rx, Ry und Rz festgelegt zu werden.
• Randbedingungen in Thermal: Für Wärmemodelle sind Symmetriebedingungen erforderlich. Diese sind jedoch bereits vorgegeben. Wenn in Thermal keine Randbedingungen definiert sind, bedeutet dies, dass die Außenberandung einen perfekten Isolator darstellt. (Wärme wird nicht über die Symmetrieebene hinaus übertragen.)
• Lasten: In Symmetriemodellen müssen auch die Lasten symmetrisch sein. In manchen Fällen müssen Sie die Lastwerte um denselben Betrag verringern wie die Geometrie. Beispiel: Bei der Analyse eines Hälftenschnitts müssen Sie auch manche Lasten halbieren. Gesamtlasten müssen normalerweise skaliert werden (Punkt-, Kurven- und Flächengesamtlasten, Gesamtlasten an einem Punkt, Gesamtlagerlasten an einem Punkt, Lagerlasten und Gesamtwärmelasten). Lasten, die abhängig sind von Flächeninhalt (Druck, Wärmelast pro Flächeneinheit, Kraft pro Flächeneinheit) oder Volumen (Zentrifugallast, Gravitation, volumetrische Wärmelast) müssen nicht skaliert werden.
• Eigenschaften: Grundsätzlich sollten bei der Nutzung von Symmetrien nur isotrope Materialeigenschaften verwendet werden, es sei denn, die Materialausrichtung eines anisotropen Materials ist symmetrisch.
• Modalanalyse: Bei Symmetrien in Modalanalysen ist zu beachten, dass nur die symmetrischen Eigenmoden berechnet werden. Dies bedeutet, dass Symmetrien für diese Analyseart sowie für alle anderen Analysen, die auf Ergebnisse von Modalanalysen zurückgreifen, in der Regel nicht verwendet werden sollten (dies gilt für Beulanalysen, dynamische Zeitanalysen, Frequenzanalysen, stochastische Antwortanalysen und Stoßanalysen).