Kapitel 11 – Last & definiertes Feld

Das Untermenü Last enthält die folgenden Optionen:

• Erstellen.
• Bearbeiten.
• Duplizieren.
• Folgende Anfangsbedingungstypen und Einstellungen sind verfügbar:
• Weitergeben.
• Ausblenden/Einblenden.
• Löschen.

Die Lasttypen und ihre Optionen sind unten aufgeführt:

Einzellast

• Name.
• Bereich.
• Kraftkomponenten – Komponenten der Einzellast pro Knoten:
  • * F1 – Kraft in X-Achse.
  • * F2 – Kraft in Y-Achse.
  • * F3 – Kraft in Z-Achse.
• Betrag – resultierende Kraft (wird automatisch berechnet, wenn die Komponenten der Kraft angegeben sind).
• Phase – Kraftphase (nur für stationäre Dynamik).
• Amplitude.
• Koordinatensystem – global oder benutzerdefiniert.
• Farbe.

Moment

• Name.
• Bereich.
• Momentkomponenten – Komponenten des Moments pro Knoten:
  • * M1 – Moment um die X-Achse.
  • * M2 – Moment um die Y-Achse.
  • * M3 – Moment um die Z-Achse.
• Betrag – resultierendes Moment (wird automatisch berechnet, wenn die Komponenten des Moments angegeben sind).
• Phase – Momentenphase (nur für stationäre Dynamik).
• Amplitude.
• Farbe.

Gleichförmiger Druck

• Name.
• Bereich.
• Betrag – Wert der Drucklast.
• Phase – Druckphase (nur für stationäre Dynamik).
• Amplitude.
• Farbe.

Hydrostatischer Druck

• Name.
• Bereich.
• Koordinaten des ersten Punkts – durch Auswahl oder direkte Eingabe von Koordinaten:
  • X. Y. Z.
• Betrag des Drucks am ersten Punkt – Druckbetrag am ersten Punkt.
• Koordinaten des zweiten Punkts – durch Auswahl oder direkte Eingabe von Koordinaten:
  • X. Y. Z.
• Betrag des Drucks am zweiten Punkt – Druckbetrag am zweiten Punkt.
• Richtung der Druckänderung – durch Auswahl (zwei Punkte) oder durch Richtungskomponenten:
  • * N1 – Richtungskomponente in Richtung der ersten Achse.
  • * N2 – Richtungskomponente in Richtung der zweiten Achse.
  • * N3 – Richtungskomponente in Richtung der dritten Achse.
• Phase – Druckphase (nur für stationäre Dynamik).
• Grenzwert: Keiner / Positiver Grenzwert / Negativer Grenzwert – ein positiver Druckgrenzwert setzt alle positiven Druckwerte auf 0, ein negativer Druckgrenzwert setzt alle negativen Druckwerte auf 0.
• Amplitude.
• Farbe.

Importierter Druck

• Name.
• Bereich.
• Aus Datei importieren – OpenFOAM-Datei (.foam), aus der die Druckergebnisse importiert werden.
• Interpolator: Nächster Knoten oder Nächster Punkt – die erste Methode übernimmt den Wert vom nächstgelegenen Knoten des Quellnetzes, die zweite interpoliert die drei nächstgelegenen Knotenwerte.
• Betragsfaktor – Skalierungsfaktor für den Druckbetrag.
• Phase – Druckphase (nur für stationäre Dynamik).
• Maßstab – Skalierungsfaktor der importierten Geometrie.
• Amplitude. – Farbe.

Flächenlast (Traktion)

• Name.
• Bereich.
• Kraftkomponenten:
  • * F1 – Kraft in X-Achse.
  • * F2 – Kraft in Y-Achse.
  • * F3 – Kraft in Z-Achse
• Betrag – resultierende Kraft (wird automatisch berechnet, wenn die Komponenten der Kraft angegeben sind).
• Phase – Phase der Flächenlast (nur für stationäre Dynamik).
• Amplitude.
• Koordinatensystem – global oder benutzerdefiniert.
• Farbe.

Normale Last am Schalenrand

• Name.
• Bereich.
• Betrag – Wert der Last am Schalenrand.
• Phase – Phase der Randlast (nur für stationäre Dynamik).
• Amplitude.
• Farbe.

Schwerkraft

• Name.
• Bereich.
• Schwerkraftkomponenten:
  • * F1 – Erdbeschleunigung in X-Achse.
  • * F2 – Erdbeschleunigung in Y-Achse.
  • * F3 – Erdbeschleunigung in Z-Achse.
• Betrag – resultierende Beschleunigung (wird automatisch berechnet, wenn die Komponenten der Kraft angegeben sind).
• Phase – Phase der Schwerkraftlast (nur für stationäre Dynamik).
• Amplitude. – Farbe.

Zentrifugallast

• Name.
• Bereich.
• Koordinaten des Drehzentrums – durch Auswahl oder direkte Eingabe von Koordinaten:
  • X. Y. Z.
• Komponenten der Drehachse:
  • * N1 – Achsenkomponente in Richtung der X-Achse.
  • * N2 – Achsenkomponente in Richtung der Y-Achse.
  • * N3 – Achsenkomponente in Richtung der Z-Achse.
• Betrag – Drehgeschwindigkeit um die durch einen Punkt und eine Richtung definierte Achse.
• Phase – Phase der Drehgeschwindigkeit (nur für stationäre Dynamik).
• Amplitude.
• Farbe.

Vorspannlast

• Name.
• Typ: Kraft/Verschiebung.
• Bereich.
• Automatisch berechnen: Ja/Nein – automatische Berechnung der Vorspannrichtung.
• Betrag – Betrag von Kraft oder Verschiebung für die Vorspannlast.
• Amplitude.
• Farbe.

Definiertes Feld

Definierte Felder dienen dazu, Knoten vorgegebene Werte zuzuweisen. Die Typen vordefinierter Felder und ihre Optionen sind unten aufgeführt:

• Temperatur – kann verwendet werden, um ein Temperaturfeld für einen statischen Schritt anzugeben
  • Name.
• Temperatur definieren: Durch Wert.
  • Bereich.
  • Geschwindigkeit – kann verwendet werden, um die Geschwindigkeit zu Beginn einer dynamischen Analyse anzugeben
• Temperatur definieren: Aus Datei
  • Ergebnisdatei .frd.
  • Schrittnummer.

Nachbemerkung

Die Last Einzellast bringt die angegebene Kraft an jedem Knoten des ausgewählten Bereichs auf. Wird diese Last auf eine Fläche aufgebracht, wirkt die angegebene Kraft auf jeden Knoten dieser Fläche, was in der Regel nicht gewünscht ist. Für Flächen ist daher die Last Flächenlast (Traktion) zu verwenden.

Der hydrostatische Druck wird über Druckbeträge an zwei Punkten mit gegebenen Koordinaten und die Richtung der Druckzunahme definiert (angegeben durch Auswahl zweier Punkte oder durch direkte Angabe der Vektorkomponenten). Dieses Werkzeug kann nicht nur zur Definition des hydrostatischen Drucks verwendet werden, sondern auch für eine allgemeine linear veränderliche verteilte Last (dreieckförmig oder trapezförmig), die nicht mit dem Vorhandensein eines Fluids verbunden ist.

Der importierte Druck verwendet Druckergebnisse einer OpenFOAM-CFD-Simulation als Lasten in einer Strukturanalyse. Sowohl ASCII- als auch binäre OpenFOAM-Ergebnisse werden unterstützt. Für diesen Lasttyp ist eine Datei mit der Erweiterung .foam erforderlich. Es handelt sich um eine leere (Dummy-)Datei, die den Zugriff auf Ordner mit OpenFOAM-Ergebnissen ermöglicht. Wurde für die OpenFOAM-Analyse eine parallele Verarbeitung verwendet, muss nach der CFD-Simulation der Befehl reconstruct Part ausgeführt werden, um die Ergebnisse der verschiedenen Prozessoren zusammenzuführen. Es ist nicht erforderlich, dieselbe Datei mit Geometrie zu importieren wie für die CFD-Analyse verwendet, die Geometrie muss sich jedoch an derselben Stelle im 3D-Raum befinden und dieselben Längeneinheiten wie in OpenFOAM verwenden. Der Benutzer muss bei den Einheiten sorgfältig sein, da der Druck in OpenFOAM-Ergebnissen möglicherweise als kinematischer Druck angegeben ist (Druck geteilt durch Dichte). Mit dem Maßstab lässt sich dies ausgleichen. Die Vorschauoption ermöglicht es Benutzern, sicherzustellen, dass die importierte Drucklast korrekt definiert ist – dort werden der aufgebrachte Druck multipliziert mit dem Maßstab sowie die Abstände dargestellt (kleinster Abstand zwischen dem Solvix-Netz und dem OpenFOAM-Netz). Diese Abstände sollten klein sein, da sie sich aus nicht deckungsgleichen Netzen ergeben.

Die Last Flächenlast (Traktion) bringt intern konzentrierte Kräfte an jedem Knoten der ausgewählten Fläche auf. Ihre Werte summieren sich zu dem im Fenster zur Lastdefinition angegebenen Gesamtbetrag. Sind mehrere Flächen ausgewählt, summiert sich die auf jede dieser Flächen wirkende Last zu dem im Fenster zur Lastdefinition angegebenen Wert.

Trotz ihres Namens kann die Schwerkraftlast dazu verwendet werden, dem Bauteil jede Art von translatorischer Beschleunigung vorzugeben (etwa Verzögerung durch Bremsen oder Beschleunigung des Fahrzeugs).

Die Vorspannlast ist eine besondere Lastart, die einige spezielle Überlegungen erfordert. Vor ihrer Definition muss eine Grenzschicht erzeugt werden. Die Vorspannlast sollte im zweiten Analyseschritt deaktiviert werden, wenn die eigentliche Belastung auf das Modell aufgebracht wird. Dies geschieht, indem die Vorspannungseinstellung vom Typ Verschiebung auf Fest geändert wird.

Objekte wie Zwangsbedingungen, Kontaktpaare, Schritte, Randbedingungen und Lasten können aktiviert oder deaktiviert werden (aus der Analyse ausgeschlossen werden, ohne ihre Definitionen vollständig löschen zu müssen).

Unter der Menüleiste befindet sich eine Auswahlliste Symbole, mit der gewählt werden kann, wie die Symbole dargestellt werden (Keine, Modell, Step-1, …).