FEM RandbedingungVerschiebung
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| Menüeintrag |
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| Modell → Mechanische Randbedingungen und Belastungen → Randbedingung Verschiebung |
| Arbeitsbereich |
| FEM |
| Standardtastenkürzel |
| Keiner |
| Eingeführt in Version |
| - |
| Siehe auch |
| FEM Tutorium |
| Gleichungslöser |
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| CalculiX, Elmer |
Beschreibung
Erstellt eine FEM-Randbedingungn für eine festgelegte Verschiebung (Auslenkung) eines ausgewählten Objekts für bestimmte Freiheitsgrade.
Das Aufgaben-Fenster FEM-Verdrängung
Anwendung
- Es gibt mehrere Möglichkeiten, den Befehl aufzurufen:
- Die Schaltfläche Hinzufügen drücken.
- In der 3D-Ansicht das Objekt auswählen, dem die Randbedingung zugeordnet werden soll; dies kann ein Knoten, eine Kante, oder eine Fläche sein (aber alle ausgewählten Objekte müssen von derselben Art sein). Um Elemente von der Liste zu entfernen wird die Schaltfläche Entfernen gedrückt und die Objekte angeklickt.
- Die Felder neben den Freiheitsgraden aktivieren, die man verwenden möchte. Standardmäßig sind sie auf Null gesetzt (fixed), können aber auf einen beliebigen Wert (eingeführt in 0.21: oder eine Formel für Elmer) geändert werden. (Ver-) Drehungen sind nur für Balken und dünnwandige Elemente sinnvoll.
Formeln
Allgemein
Für den Solver Elmer ist es möglich, die Verschiebung als Formel zu definieren. In diesem Fall berechnet der Solver die Verschiebung entsprechend der angegebenen Formelvariablen.
Nehmen wir zum Beispiel den Fall, dass wir eine Transientenanalyse durchführen wollen. Für jeden Zeitschritt soll die Verschiebung um 6 mm erhöht werden:
dies in das Feld Formel eingeben:
Variable "time"; Real MATC "0.006*tx"
Dieser Code hat die folgende Syntax:
- das Präfix "Variable" gibt an, dass es sich bei der Verschiebung nicht um eine Konstante, sondern um eine Variable handelt.
- die Variable ist die aktuelle Zeit.
- die Verschiebungswerte werden als Real (Fließkomma) Werte zurückgegeben.
- MATC ist ein Präfix der dem Elmer Solver angibt, dass der folgende Code eine Formel ist
- tx ist immer der Name der Variablen in MATC-Formeln, unabhängig davon, dass tx in unserem Fall eigentlich t ist
Drehungen
Elmer verwendet nur die Felder Verschiebung * der Randbedingung. Um Drehungen zu definieren, benötigen wir eine Formel.
Wenn zum Beispiel eine Fläche entsprechend dieser Bedingung gedreht werden soll:
dann müssen wir für Verschiebung x
Variable "Zeit, Koordinate"
Real MATC "(cos(tx(0)*pi)-1.0)*tx(1)-sin(tx(0)*pi)*tx(2)
eingeben
und für Displacement y
Variable "time, Coordinate"
Real MATC "(cos(tx(0)*pi)-1.0)*tx(2)+sin(tx(0)*pi)*tx(1)
Dieser Code hat die folgende Syntax:
- wir haben 4 Variablen, die Zeit und alle möglichen Koordinaten (x, y z)
- tx ist ein Vektor, tx(0) bezieht sich auf die erste Variable, die Zeit, während tx(1) sich auf die erste Koordinate x bezieht
- pi bezeichnet und wurde hinzugefügt, damit nach eine Drehung um 180° durchgeführt wird
Eigenschaften
- Daten-EigenschaftEnable Amplitude - eingeführt in 1.1: Ermöglicht die Verwendung der Amplitude von CalculiX für die zeitliche Änderung der Randbedingung für die Verschiebung. Zu einem bestimmten Zeitpunkt wird die Größe der Randbedingung mit dem Amplitudenwert multipliziert, der diesem Zeitpunkt entspricht. Zwischen den angegebenen Werten wird eine lineare Interpolation verwendet. Außerhalb des angegebenen Bereichs werden konstante Werte verwendet.
- Daten-EigenschaftAmplitude Values - eingeführt in 1.1: Amplitudentabelle in folgender Form:
time_1, amplitude_value_1 …
- Standard ist Linearer Anstieg von 0% bei t=0 zu 100% bei t=1:
0, 0 1, 1
Hinweise
Für den Löser CalculiX:
- Dieses Werkzeug verwendet die *BOUNDARY-Karte.
- Das Festsetzen eines Freiheitsgrades wird unter http://web.mit.edu/calculix_v2.7/CalculiX/ccx_2.7/doc/ccx/node164.html erklärt.
- Die Vorgabe einer Verschiebung für einen Freiheitsgrad wird erklärt unter http://web.mit.edu/calculix_v2.7/CalculiX/ccx_2.7/doc/ccx/node165.html
- Materials: Solid Material, Fluid Material, Non-Linear Mechanical Material, Reinforced Material (Concrete); Material Editor
- Element Geometry: Beam Cross Section, Beam Rotation, Shell Plate Thickness, Fluid Section for 1D Flow
- Electromagnetic Boundary Conditions: Electrostatic Potential Boundary Condition, Current Density Boundary Condition, Magnetization Boundary Condition, Electric Charge Density
- Fluid Boundary Conditions: Initial Flow Velocity Condition, Initial Pressure Condition, Flow Velocity Boundary Condition
- Geometrical Analysis Features: Plane Multi-Point Constraint, Section Print Feature, Local Coordinate System
- Mechanical Boundary Conditions and Loads: Fixed Boundary Condition, Rigid Body Constraint, Displacement Boundary Condition, Contact Constraint, Tie Constraint, Spring Boundary Condition, Force Load, Pressure Load, Centrifugal Load, Gravity Load
- Thermal Boundary Conditions and Loads: Initial Temperature, Heat Flux Load, Temperature Boundary Condition, Body Heat Source
- Overwrite Constants: Constant Vacuum Permittivity
- Mesh: Mesh From Shape by Netgen, Mesh From Shape by Gmsh, Mesh Boundary Layer, Mesh Refinement, Mesh Group, Erase Elements, FEM Mesh to Mesh
- Solve: Solver CalculiX, Solver Elmer, Solver Mystran, Solver Z88; Mechanical Equations: Elasticity Equation, Deformation Equation; Electromagnetic Equations: Electrostatic Equation, Electricforce Equation, Magnetodynamic Equation, Magnetodynamic 2D Equation, Static Current Equation; Flow Equation, Flux Equation, Heat Equation, Solver Job Control, Run Solver
- Results: Purge Results, Show Result, Apply Changes to Pipeline, Post Pipeline From Result, Pipeline Branch, Warp Filter, Scalar Clip Filter, Function Cut Filter, Region Clip Filter, Contours Filter, Glyph Filter, Line Clip Filter, Stress Linearization Plot, Data at Point Clip Filter, Calculator Filter; Filter Functions: Plane, Sphere, Cylinder, Box; Data Visualizations: Create Lineplot, Create Histogram, Create Table
- Utilities: Clipping Plane on Face, Remove All Clipping Planes, FEM Examples; Clear FEM Mesh, Display Mesh Info
- Additional: Preferences; FEM Install, FEM Mesh, FEM Solver, FEM CalculiX, FEM Concrete; FEM Element Types
- Erste Schritte
- Installation: Herunterladen, Windows, Linux, Mac, Zusätzliche Komponenten, Docker, AppImage, Ubuntu Snap
- Grundlagen: Über FreeCAD, Graphische Oberfläche, Mausbedienung, Auswahlmethoden, Objektname, Voreinstellungseditor, Arbeitsbereiche, Dokumentstruktur, Objekteigenschaften, FreeCAD unterstützen, Spenden
- Hilfe: Anleitungen, Videoanleitungen
- Arbeitsbereiche: Std Base, Arch, Assembly, BIM, CAM, Draft, FEM, Inspection, Material, Mesh, OpenSCAD, Part, PartDesign, Points, Reverse Engineering, Robot, Sketcher, Spreadsheet, Surface, TechDraw, Test Framework