FEM ConstraintDisplacement/de: Difference between revisions

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<span id="Description"></span>
==Beschreibung==
==Beschreibung==


Erstellt eine FEM-Randbedingungn für einen festgelegten Versatz eines ausgewählten Objekts für einen bestimmten Freiheitsgrad.
Erstellt eine FEM-Randbedingungn für eine festgelegte Verschiebung (Auslenkung) eines ausgewählten Objekts für bestimmte Freiheitsgrade.


<span id="Usage"></span>
==Anwendung==
==Anwendung==


# Die Schaltfläche {{Button|[[Image:FEM_ConstraintDisplacement.svg|16px]] '''Randbedingung Verschiebung'''}} drücken oder den Menüeintrag {{MenuCommand|Modell → Mechanische Randbedingungen und Belastungen → [[Image:FEM_ConstraintDisplacement.svg|16px]] Randbedingung Verschiebung}} auswählen.
# Es gibt mehrere Möglichkeiten den Befehl aufzurufen:
# In der [[3D_view|3D-Ansicht]] das Objekt auswählen, dem die Randbedingung zugeordnet werden soll; dies kann ein Knoten (Ecke), eine Kante, oder eine Fläche sein.
#* Die Schaltfläche {{Button|[[Image:FEM_ConstraintDisplacement.svg|16px]] [[FEM_ConstraintDisplacement/de|Randbedingung Versatz]]}} drücken.
# Die Schaltfläche {{Button|Hinzufügen}} drücken.
#* Den Menüeintrag {{MenuCommand|Modell → Mechanische Randbedingungen → [[Image:FEM_ConstraintDisplacement.svg|16px]] Randbedingung Versatz}} auswählen.
# Das Deaktivieren von ''Unspecified'' aktiviert die erforderlichen Felder zum Bearbeiten.
# In der [[3D_view|3D-Ansicht]] as Objekt auswählen, dem die Randbedingung zugeordnet werden soll; dies kann ein Knoten (Ecke), eine Kante, oder eine Fläche sein.
# Die Werte anpassen oder ({{Version/de|0.21}}) eine Formel für die Versatzwerte festlegen.
# Einen der Freiheitsgrade auswählen oder einen Versatz festlegen.

<span id="Formulas"></span>
==Formeln==

{{Version/de|0.21}}

<span id="General"></span>
===Allgemein===

For the [[Image:FEM_SolverElmer.svg|32px]] [[FEM_SolverElmer|solver Elmer]] it is possible to define the displacement as a formula. In this case the solver sets the displacement according to the given formula variable.

Take for example the case that we want to perform a [[FEM_SolverElmer_SolverSettings#Timestepping_(transient_analyses)|transient analysis]]. For every time step the displacement <math>d</math> should be increased by 6 mm:

<math>\quad
d(t)=0.006\cdot t
</math>

enter this in the ''Formula'' field:</br>
{{incode| Variable "time"; Real MATC "0.006*tx"}}

This code has the following syntax:
* the prefix ''Variable'' specifies that the displacement is not a constant but a variable
* the variable is the current time
* the displacement values are returned as ''Real'' (floating point) values
* ''MATC'' is a prefix for the Elmer solver indicating that the following code is a formula
* ''tx'' is always the name of the variable in ''MATC'' formulas, no matter that ''tx'' in our case is actually ''t''

<span id="Rotations"></span>
===Drehungen===

Elmer only uses the '''Displacement *''' fields of the boundary condition. To define rotations, we need a formula.

If for example a face should be rotated according to this condition:

<math>\quad
\begin{align}
d_{x}(t)= & \left(\cos(\phi)-1\right)x-\sin(\phi)y\\
d_{y}(t)= & \left(\cos(\phi)-1\right)y+\sin(\phi)x
\end{align}
</math>

then we need to enter for '''Displacement x'''</br>
{{incode| Variable "time, Coordinate"
Real MATC "(cos(tx(0)*pi)-1.0)*tx(1)-sin(tx(0)*pi)*tx(2)}}

and for '''Displacement y'''</br>
{{incode| Variable "time, Coordinate"
Real MATC "(cos(tx(0)*pi)-1.0)*tx(2)+sin(tx(0)*pi)*tx(1)}}

This code has the following syntax:
* we have 4 variables, the time and all possible coordinates (x, y z)
* ''tx'' is a vector, ''tx(0)'' refers to the first variable, the time, while ''tx(1)'' refers to the first coordinate ''x''
* ''pi'' denotes <math>\pi</math> and was added so that after <math>t=1\rm\, s</math> a rotation of 180° is performed


<span id="Notes"></span>
==Hinweise==
==Hinweise==


For the [[Image:FEM_SolverCalculixCxxtools.svg|32px]] [[FEM_SolverCalculixCxxtools|solver CalculiX]]:
#The constraint uses the *BOUNDARY card in CalculiX. Fixing a degree of freedom is explained at http://web.mit.edu/calculix_v2.7/CalculiX/ccx_2.7/doc/ccx/node164.html and prescribing a displacement for a degree of freedom is explained at http://web.mit.edu/calculix_v2.7/CalculiX/ccx_2.7/doc/ccx/node165.html
* This tool uses the *BOUNDARY card.
* Fixing a degree of freedom is explained at http://web.mit.edu/calculix_v2.7/CalculiX/ccx_2.7/doc/ccx/node164.html
* Prescribing a displacement for a degree of freedom is explained at http://web.mit.edu/calculix_v2.7/CalculiX/ccx_2.7/doc/ccx/node165.html




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Latest revision as of 16:40, 16 December 2023

FEM RandbedingungVerschiebung

Menüeintrag
Modell → Mechanische Randbedingungen und Belastungen → Randbedingung Verschiebung
Arbeitsbereich
FEM
Standardtastenkürzel
Keiner
Eingeführt in Version
-
Siehe auch
FEM-Anleitung

Beschreibung

Erstellt eine FEM-Randbedingungn für eine festgelegte Verschiebung (Auslenkung) eines ausgewählten Objekts für bestimmte Freiheitsgrade.

Anwendung

  1. Die Schaltfläche Randbedingung Verschiebung drücken oder den Menüeintrag Modell → Mechanische Randbedingungen und Belastungen → Randbedingung Verschiebung auswählen.
  2. In der 3D-Ansicht das Objekt auswählen, dem die Randbedingung zugeordnet werden soll; dies kann ein Knoten (Ecke), eine Kante, oder eine Fläche sein.
  3. Die Schaltfläche Hinzufügen drücken.
  4. Das Deaktivieren von Unspecified aktiviert die erforderlichen Felder zum Bearbeiten.
  5. Die Werte anpassen oder (eingeführt mit Version 0.21) eine Formel für die Versatzwerte festlegen.

Formeln

eingeführt mit Version 0.21

Allgemein

For the solver Elmer it is possible to define the displacement as a formula. In this case the solver sets the displacement according to the given formula variable.

Take for example the case that we want to perform a transient analysis. For every time step the displacement should be increased by 6 mm:

enter this in the Formula field:
Variable "time"; Real MATC "0.006*tx"

This code has the following syntax:

  • the prefix Variable specifies that the displacement is not a constant but a variable
  • the variable is the current time
  • the displacement values are returned as Real (floating point) values
  • MATC is a prefix for the Elmer solver indicating that the following code is a formula
  • tx is always the name of the variable in MATC formulas, no matter that tx in our case is actually t

Drehungen

Elmer only uses the Displacement * fields of the boundary condition. To define rotations, we need a formula.

If for example a face should be rotated according to this condition:

then we need to enter for Displacement x
Variable "time, Coordinate" Real MATC "(cos(tx(0)*pi)-1.0)*tx(1)-sin(tx(0)*pi)*tx(2)

and for Displacement y
Variable "time, Coordinate" Real MATC "(cos(tx(0)*pi)-1.0)*tx(2)+sin(tx(0)*pi)*tx(1)

This code has the following syntax:

  • we have 4 variables, the time and all possible coordinates (x, y z)
  • tx is a vector, tx(0) refers to the first variable, the time, while tx(1) refers to the first coordinate x
  • pi denotes and was added so that after a rotation of 180° is performed

Hinweise

For the solver CalculiX: