FEM RandbedingungStarrerKörper
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| Menüeintrag |
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| Modell → Mechanische Randbedingungen und Belastungen → Randbedingung starrer Körper |
| Arbeitsbereich |
| FEM |
| Standardtastenkürzel |
| Keiner |
| Eingeführt in Version |
| 1.0 |
| Siehe auch |
| FEM RandbedingungVerschiebung |
| Gleichungslöser |
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| CalculiX |
Beschreibung
Definiert die Starrkörperbeschränkung von CalculiX, die die Bewegung der Knoten eines ausgewählten geometrischen Objekts an die Bewegung eines Referenzknotens bindet, dessen Position vom Benutzer definiert wird. In der Praxis kann dies verwendet werden, um eine Randbedingung oder Last anzuwenden, die auf das ausgewählte Objekt übertragen wird. Da der Referenzknoten über rotatorische Freiheitsgrade verfügt, ist es möglich, auf diese Weise eine Momentbelastung oder eine rotatorische Randbedingung auf jede Fläche anzuwenden. Die Position des Referenzknotens kann ausgewählt werden. Wenn er von einem geometrischen Objekt versetzt ist, kann eine Fernlast (eine Kraft, die auf einen Hebel wirkt) angewendet werden.
Anwendung
- Es gibt mehrere Möglichkeiten, den Befehl aufzurufen:
- Die Schaltfläche
Randbedingung Starrer Körper drücken.
- Den Menüeintrag Modell → Mechanische Randbedingungen und Belastungen →
Randbedingung Starrer Körper auswählen.
- Die Schaltfläche
- Die Schaltfläche Hinzufügen drücken.
- In der 3D-Ansicht ein oder mehrere geometrische Elemente (Eckpunkte, Kanten oder Flächen, aber nicht eine Mischung davon) auswählen, auf die die Randbedingung angewendet werden soll. Um Objekte aus der Auswahl zu entfernen, die Schaltfläche Entfernen drücken und die Objekte anklicken.
- Die Koordinaten des Referenzknotens angeben. Ein kugelförmiges Symbol zeigt diese Position an.
- Die Modi für die 3 translatorischen und 3 rotatorischen Freiheitsgrade (DOFs) auswählen:
- Frei - Standardeinstellung, keine Randbedingung oder Last auf diesem Freiheitsgrad
- Constraint - Verschiebungs-/Rotations-Randbedingung mit einem bestimmten Wert (Standardwert: 0 = fest) für diesen Freiheitsgrad - für Rotation muss eine Achse (X, Y oder Z) und der Winkel angeben werden
- Last - Kraft-/Momentbelastung mit einem bestimmten Wert für diesen Freiheitsgrad
Einseitig eingespannter Balken (Kragbalken) unter Torsionsbelastung. Grüne Stifte zeigen die Fläche an, auf die die Randbedingung Starrer Körper angewendet wird; die große grüne Kugel ist ein Referenzknoten. Das Moment ist um die richtige Achse festgelegt.
Kragbalken unter kombinierter Belastung (Biegung und Torsion) über eine sogenannte entfernt eingeleitete Kraft. Im Referenzknoten, der versetzt zum Balken liegt, wird eine nach unten gerichtete Kraft eingeleitet.
Eigenschaften
- Daten-EigenschaftEnable Amplitude - eingeführt in 1.1: Aktiviert die Verwendung von CalculiX'-Amplituden für die zeitliche Variation der Randbedingung Starrer Körper oder einer Belastung. Zu einem gegebenen Zeitpunkt wird die Randbedingung oder Belastung mit dem zugehörigen Amplitudenwert multipliziert.
Zwischen den angegebenen Werten wird linear interpoliert. Konstante Werte werden ausserhalb des angegebenen Bereichs verwendet.
- Daten-EigenschaftAmplitude Values - eingeführt in 1.1: Amplituden-Tabelle im folgenden Format:
time_1, amplitude_value_1 …
- Standard ist Linearer Anstieg von 0% bei t=0 zu 100% bei t=1:
0, 0 1, 1
Einschränkungen
- 1.0 und davor: Derzeit können die Momenteinheiten etwas verwirrend sein. Um 1 N*m anzuwenden, muss man 1 J in das Eingabefeld eingeben (diese Einheiten sind gleichwertig).
- Die Funktion kann vorerst nur auf Eckpunkte, Kanten und Flächen angewendet werden, die Unterstützung für Volumenkörper (um ganze Volumen/Teile starr zu machen) sollte in Zukunft folgen.
- Das ausgewählte Objekt wird starr gemacht. Um Lasten auf eine flexiblere Weise anzuwenden, müsste man die verteilenden Kopplungsbeschränkungen von CalculiX verwenden, die derzeit nicht unterstützt werden.
Hinweise
- Diese Zwangsbedingung ist die Standardmethode, um ein Drehmoment auf beliebige Teile anzuwenden. Die anderen Optionen sind die Lokales Koordinatensystem (nur für zylindrische Flächen) oder ein Paar von Kräften, aber die Starrkörperbindung sollte in so gut wie allen Fällen ausreichend sein.
- Auf die Knoten, die an einer Starrkörperbindung beteiligt sind, sollten keine anderen Bindungen/Begrenzungsbedingungen angewendet werden.
- Wenn man diese Zwangsbedingung auf einen Scheitelpunkt oder eine Kante anwendet, sollte man eine geeignete Rotations-DOF (im Falle einer Kante diejenige, die die Rotation um sie verhindert) auf Null setzen.
- Diese Funktion verwendet die *RIGID BODY card in CalculiX.
- 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