Verifizierung Prüfungen der AutoFEM Analysis

Inhaltsverzeichnis

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Verifizierung Prüfungen der AutoFEM Analysis

Statische Analyse

Biegen eines freitragenden Balken unter einer konzentrierten Last

Biegen eines T-förmigen Balkens

Ablenkung eines Balken unter einem gleichmäßig verteilte Last

Statische Analyse einer runden Platte eingespannt entlang der Kontur

Quadratische Platte mit einer Kraft in der Mitte

Festgeklemmt quadratische Platte unter einem Druck (gleichmäßig verteilte Last)

Zylindrischen Behälter mit Wänden von konstanter Dicke

Verdrehung eines Welle mit kreisrundem Querschnitt

Torsion der Stange mit quadratischem Querschnitt

Ein Stange unterzogen Eigengewicht

Analyse von rotierenden feste Scheibe konstanter Dicke (Zentrifugalkraft)

Auslenkung einer Balkens mit einem Gewicht

Balken auf elastischen Gründung

Große Auslenkung der kreisförmigen Platten unter einer gleichmäßig verteilten Last

Auslenkung des Balkens unter der Wirkung der drei Kräfte

Balken unter der Wirkung von zwei Zugkräfte

Torsion einer Welle unter der Wirkung der beiden Drehmomente

Spannungen und Verformungen eines orthotropen Platte bei biaxialen Spannung

Thermoelastizität

Thermische Verformungen von einem 3-D Ziegelstein

Kontakt Probleme

Kontakte einer flachen Blattfeder

Der Kontakt zwischen einer zylindrischen Stange und einem Ring

Knickanalyse

Knickanalyse einer Stange

Knickanalyse einer quadratischen Platte

Frequenzanalyse

Eigenschwingungsfrequenzen eines Kragträgers

Erste Eigenfrequenz eines Kragträgers unter dem Recken Längskraft

Bestimmen des ersten natürlichen Frequenz einer runden Platte

Eigenschwingungen einer kugelförmigen Kuppel

Biegeschwingung eines Kreisrings

Axiale und transversale Schwingungsfrequenz eines Strahls mit einem Gewicht

Erste Eigenfrequenz des Feder-Masse-System

Erzwungene harmonische Schwingungen

Erzwungenen Schwingung eines Feder-Masse-System

Schwingungen eines Feder-Masse-System, weil der schwingenden Fundament

Thermische Analyse

Beharrungstemperatur einer mehrschichtigen Wand

Wärmefluß in einer Sphäre

Wärmeleitfähigkeit eines zylindrischen Wand

Thermischen Kontakt zwischen einfachen Platten

Thermischen Kontakt zwischen zylindrischen Oberflächen

Thermischen Kontakt zwischen sphärischen Flächen

Urheberrecht

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Neue Züge der AutoFEM Analyse 1.3

Die Neuigkeiten des FEA-Prozessors (FEA - Analyse der finiten Elemente)

•    Der neue Typ der Aufgabe der finiten Elemente ist jetzt zugänglich – erzwungene harmonische Schwingungen. Diese Art der Analyse erlaubt die Amplituden der festgesetzten erzwungenen Schwingungen des mechanischen Systems auszurechnen, das unter dem Einfluß der treibenden Kraft oder bei der Basisverschiebung nach dem harmonischen Gesetz ist. Das Ergebnis ist die Amplituden, Beschleunigungen und Überbelastungen, nach deren man die Schwingungsfestigkeit der Konstruktion im gegebenen Umfang der äußeren Einwirkungen bewerten kann. Dieser Typ der Aufgabe ist auch in AutoFEM Lite-Version zugänglich.

Der neue Typ der Aufgabe der finiten Elemente - erzwungene harmonische Schwingungen

•    Die Möglichkeit der Ausführung der statischen Analyse für die räumlich unbefestigten Körper, die bei den Kräften ausgeglichen werden, ist hinzugefügt. In der vorigen Version der AutoFEM Analyse sollte die Konstruktion für die Ausführung der statischen Analyse unbedingt räumlich fixiert (befestigt) sein. In der neuen Version des Systems kann User den Modus „der Stabilisierung des Modells“ im Raum aufstellen, wenn das Ausgangsmodell nicht genug fixiert ist.

Rechnung des unbefestigten Modells, das bei den Kräften ausgeglichen wird

•    Der neue Typ des Ergebnisses für die Aufgabe der statischen Analyse ist hinzugefügt – die Bewertung der Spannungenrechenfehler. Diese Art des Ergebnisses lässt den zufallsmäßigen Fehler in der Rechnung der Spannungen zu bewerten. Die richtigsten Ergebnisse der Rechnung haben den minimalen Integralfehlerbreite der Spannungenberechnung.

Dialogfeld des Postprozessors mit dem Ergebnis der Bewertung der Spannungenrechenfehler

•    Der neue Typ des Ergebnisses für die Aufgabe der statischen Analyse ist hinzugefügt – die Gesamtkraft der Reaktion. Diese Art des Ergebnisses lässt den Rechenwert der Reaktionskräfte zu bewerten, die in der Konstruktionsauflage entstehen.

Reaktionskraftmessung

•    Der Algorithmus der nichtlinearen statischen Analyse (große Formänderungen, geometrische Ungeradlinigkeit) ist verbessert. Jetzt gibt es die Möglichkeit der Aufgabenlösung mit allgemeinen Einschränkungen (Version 1.2 erlaubte nur „voll befestigte“ Einschränkungen).

Die Neuigkeiten des Netzes

•    Der Arbeitsalgorithmus des Generators der Netze der finiten Elemente mit Montagen ist verbessert. Im besonderen, ist der Fehler der vorigen Version des Algorithmus korrigiert, bei dem zu große Anzahl der finiten Elemente an den Montagekonstruktionen in manchen Fällen gebildet wurde, die ungerechtfertigt die Dimension der Aufgabe der finiten Elemente vergrößerte. Es gibt den neuen Generationsmodus als Standard-Einstellung.

Die Neuigkeiten des Vorprozessors

Neue Arten der Randwertbedingungen erschienen

•   Zusatzmasse. Diese Operation wird nur mit der Belastung „Beschleunigung“ benutzt und erlaubt die ergänzenden Massenkräfte vom irgendwelchen massiven Element der Konstruktion im System zu bestimmen, die z.B. wegen der Wirkung der Schwerkraft entstehen. Dabei ist es angenommen, dass man sich am angespannten Benehmen des massiven Elements nicht interessiert, aber es ist notwendig, seinen Einfluß auf die anderen Teile des Systems in Betracht zu ziehen. Die Dimension der lösenden Aufgabe (die Anzahl der Gleichungen) kann dabei wesentlich gesunken werden.

Using command “Additional mass” for decreasing the problem’s dimensionality

•    Elastische Grundlage. Diese Art der Einschränkung lässt elastisches Zusammenwirken auf der Grenze des Körpers zu bestimmen. Elastische Grundlage wird für die Modellierung der Berührung des Körpers mit dem äußerlichen elastischen Medium benutzt, das mit dem Körper deformiert wird. Das Gebäudefundament z.B. und das Gebäude selbst deformieren sich zusammen mit dem Boden, auf dem es steht. Als Beispiel des Körpers, der mit dem elastischen Medium verbunden ist, kann auch der Damm, das Gleis usw.

Darstellung der elastischen Auflage in AutoFEM Vorprozessor

•    Die Darstellung der Randwertbedingungen in der Baumstruktur der Untersuchungen ist verbessert. Jetzt wird die Bedeutung der aufgebrachte Belastung direkt in der Baumstruktur der Untersuchungen dargestellt. Das erleichtert wesentlich die Wahrnehmung der Aufgabenbedingungen der finiten Elemente.

Die Parameter der Randwertbedingungen werden in der Baumstruktur der Untersuchungen dargestellt

•   Die Ausschließung der Randwertbedingung aus der Rechnung. Neue handliche Möglichkeit, zeitweilig beliebige Randwertbedingung (Kraft, Festlegung usw.) aus der Rechnung auszuschließen, ist hinzugefügt, ohne dass diese Randwertbedingung wirklich auszuschließen. Die ausgeschlossene Randwertbedingung wird in der Baumstruktur als graues Symbol dargestellt.

Zeitweilige Ausschließung der Randwertbedingung aus der Rechnung

•    Die Operation „Den Körper auszublenden“, die den Körper im Bildfeld zeitweilig auszublenden erlaubt, ist nachgearbeitet. Jetzt ist der verborgene Körper in der Baumstruktur der Untersuchungen als spezielles Symbol dargestellt, und die Wirkung der Operation verbreitet sich auf alle Fenster des AutoFEM Vor- und Postprozessors.

Befehlsabruf der Verschleierung der Körpersicht

•    Der Interface der Operationen ist nach-gearbeitet. Alle Operationen, die aus der AutoFEM Palette herausgerufen werden, haben jetzt die drehenden Registerblätter, die den Platz auf dem Bildschirm sparen lassen, und das dialogunterstützte Vorsagen mit dem Arbeitsalgorithmus der laufenden Operation (auf der Sprache des Systeminterfaces). Es erlaubt dem angehenden User noch schneller das System zu beherrschen.

Neuer Interface der AutoFEM Operationen

Die Neuigkeiten des Postprozessors

•    Sensor. Das neue Objekt für die Messung des Zielwertes im bestimmten Punkt des finiten Elements oder des 3D-Modells ist hinzugefügt. Jetzt kann jeder User die beliebige Anzahl der Sensoren bestimmen und sie für die Analyse der Ergebnisse benutzen. Die Sensoren werden in der Datei .dwg gespeichert. Der Sensor kann den Kommentar mit mehreren Zeilen haben, der auch in der Datei gespeichert und in der Nachricht über die Aufgabe der Analyse der finiten Elemente gezeigt wird.

Benutzung des Wandlers für die Abbildung der Ergebnisbedeutung

•    Schaubild. Der neue Typ des Ergebnisses ist erschienen – das Schaubild. Bei der Benutzung des Wandlersatzes kann man das Schaubild der Ergebnisänderung in der Funktion der Abhängigkeit nach den Wandlern bilden. Ferner kann man das Schaubild für das zahlreiche Ergebnis bilden (z.B. Amplitudenfrequenzcharakteristik).

Schaubild der Amplitudenfrequenzcharakteristik

Wandlersatz für die Messung des Ergebnisses

Schaubild, das nach den Daten des Wandlers gebildet ist

•    Neues handliches Instrument für die Orientierungsleitung des Modells im Bildfeld des Vor- und Postprozessors ist hinzugefügt. Aus dem Kontextmenü im Bildfeld des Vor- und Postprozessors kann der User gewünschte Orientierung der Modelldarstellung wählen (in Anologie zu den Arten von AutoCAD).

Operation für die schnelle Orientierungsleitung des Modells

•    Die Operation für die Erschaffung der Modellschnitte ist über-gearbeitet. Jetzt kann man den speziellen Dialog für die genaue Positionierung des Schnittzentrums und die Orientierung der Durchschnittsfläche im Raum herausrufen.

Benutzung der Operation für die genaue Positionierung der Durchschnittsfläche

•    Speicherung der Schnittorientierung. Die Konfiguration des Schnittes kann gespeichert werden, damit man den schnellen Zugang zur vorgegebenen Orientierung der Durchschnittsflächen gewährleistet.

Befehlsabruf für die Űberleitung der Art in den früher gespeicherten Schnitt

Die Neuigkeiten der Kontrollprobe

•    Die Anzahl der prüfenden Beispiele, die die Exaktheit der Aufgabelösung illustrieren, ist zweimal vergrößert. Die prüfenden Aufgaben sind jetzt nach den Typen der Analyse gruppiert, das das Beispiel nach der passende Klasse der Aufgaben leicht zu finden erlaubt.

Die Neuigkeiten des Unterrichts

Der neue Unterricht zur Arbeit mit dem Bauteil „erzwungene harmonische Schwingungen“ ist hinzugefügt.

 

AutoFEM Release History

AutoFEM Harmonikale Erzwungene Oszillationsanalyse

Die Analyse der Oszillation wird zur Vorhersage des Verhaltens einer Struktur unter externen Ereignissen im Zusammenhang mit dem harmonikalen Gesetz. Diese Ereignisse schliessen Kräfte und/oder kinematische Anregungen ein. Zusätzlich können die Auswirkungen der Systemdämpfung berücksichtigt werden.

Gezwungene Harmonikale Oszillationsanalyse

Das Ziel der gezwungenen Oszillationsanalyse ist es, die Abhängigkeit der Antwort des Systems auf die Frequenz von zwingenden Aktionen zu erhalten. Als Resultat werden Amplituden der Verschiebungen, die Vibrationsbeschleunigung und Vibrationsüberlastung berechnet, welche durch die vorgegebenen Frequenzen entstehen. Entsprechend kann für einen Frequenzbereich die Abhängigkeiten der Amplituden und Vibrationsbeschleunigungen berechnet werden, was wichtig ist für die Vibrationsstabilität eines Systems im vorgegebenen Frequenzbereich.

Phasenkontrolle des Resultats

Die Rotation einer Welle oder Achse in einem unausgeglichenem Zustand auf elastischen Stützen kann als Beispiel für externe harmonikale Kraft dienen. Die kinematische Anregung wird angewandt, wenn die Werte der wirkenden Kräfte, im Gegensatz zu den Amplituden der Oszillation, unbekannt sind.

Diagramm der Amplituden-Frequenz der Struktur

Wenn die zwangsmässigen Oszillationen betrachtet werden, ist es wichtig die Auswirkungen der dämpfenden Kräfte zu berücksichtigen. Der Prozess der Energieverlusts der mechanischen Oszillation, welcher zur schrittweisen Abschwächung der pauschal produzierten Oszillation des Systems führt, wird als “Dämpfung” bezeichnet. Dämpfende Kräfte können verschiedene Ursprünge haben, nämlich: die Reibung zwischen trockenen Flächen, Reibung zwischen geschmierten Flächen, interne Reibung, Luft- oder Wasserwiderstand usw. Es wird in der Regel angenommen, dass die dämpfenden Kräfte proportional zur Geschwindigkeit (visköse Dämpfung) auftreten. Alle Widerstandskräfte werden durch äquivalente Dämpfkräfte ersetzt ausgehend von der Gegebenheit, dass sie pro Zyklus gleich viel Energie abbauen wie echte Kräfte.

Dialogfenster der Studieneigenschaften

Die Hauptresultate der Berechnungen im Modul der gezwungenen Oszillation haben folgende Werte:

• Amplituden der Verschiebungen der Finite-Elemente-Mesh beim Knoten U_m.

• Vibro Beschleunigung der at Finite-Elemente-Mesh Konten ausgedrückt in U_m .

• Vibro Überlastung definiert als das Verhältnis der vibro Beschleunigung zur freien Fall Beschleunigung.

AutoFEM Ermüdungsanalyse

Das Modul der AutoFEM Ermüdungsanalyse wird in Verbindung mit AutoFEM Statische Analyse verwendet und  erlaubt die Bewertung der Kraft der Struktur, die zyklischen Belastungen ausgesetzt ist. Diese Art der Belastung ist üblich in der technischen Projektierung und Projektierung von Konstruktionen. Das Problem besteht darin, dass wenn die Belastung konstant istsich die Belastungsfähigkeit der Strukturals ausreichend erweist, aber wenn diese Belastung mit wechselnder Stärke erfolgt eine Materialermüdung stattfindet, was die Struktur beschädigen oder sogar zerstören kann, trotz eines zulässigen Sicherheitsfaktors . Das Modul der AutoFEM Ermüdungsanalyse erlaubt Ihnen den Sicherheitsfaktor in Abhängigkeit von der Anzahl der Belastungszyklen und der Belastungsamplitude zu berechnen.

Erstens ist es notwendig, eine statische Untersuchung vorzunehmen mit der Annahme, dass die Belastungen konstant sind. Dann kann der Anwender die Parameter der Schwingungsbeanspruchung im speziellen Dialogfeld der Untersuchung der Ermüdungsanalyse bestimmen. Diese Parameter bestimmen die Belastungsart (Änderungsgesetz) und die Anzahl der Zyklen.

Vor dem Start der Ermüdungsanalyse, muss die SN-Kurve für das Material des Designs bestimmt werden. Der spezielle S-N-Kurveneditor wird für diesen Zweck verwendet.

Insgesammt 10 Ergebnisse sind in der Ermüdungsanalyse verfügbar. Sie können in vier Gruppen eingeteilt werden.
Die Gruppe "Beschädigung" enthält die folgenden Ergebnisse:
• Beschädigung durch Grundspannungen;
• Beschädigung durch Vergleichsspannungen;
• Beschädigung durch Spannungskraft;
Das Ergebnis wird in Prozent dargestellt und zeigt den Schädigungsgrad der Struktur unter dem Einfluss von zyklischen Belastungen mit dem bestimmten Anzahl und Art der Zyklen.
Die Gruppe "Lebensdauer" enthält die folgenden Ergebnisse:
• Lebensdauer bei Grundspannungen;
• Lebensdauer Vergleichsspannungen;
• Lebensdauer bei Spannungskraft.
Das Ergebnis zeigt die minimale Anzahl der Zyklen Nmin, bei der der Ermüdungsbruch auftritt.
Die Gruppe "Sicherheitsfaktor" enthält Ergebnisse:
• Sicherheitsfaktor bei den maximalen Grundspannungen.
• Sicherheitsfaktor bei Vergleichsspannungen;
• Sicherheitsfaktor bei Spannungskraft;

Die Gruppe "Zweiachsigkeit". Zweiachsigkeit ist das Verhältnis der kleineren abwechselnden Grundspannung (nicht Null), zur größeren abwechselnden Grundspannung. Das Ergebnis charakterisiert Ungleichheit der Amplituden der Grundspannungen in einem Punkt und beschreibt die räumliche Ausbreitung der "Ausbuchtung" der Grundspannungen im Körpervolumen an jedem Punkt. Der Wert der Zweiachsigkeit gleich 1 entspricht dem Fall vom Zustand der homogenen Spannung an dem Punkt.

Beachten Sie bitte, dass der Modul der AutoFEM Ermüdungsanalyse ist in AutoFEM Analyse Lite verfügbar ist.