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Lernmaterialien für Finite Eemente an der Fachhochschule Aachen

Greife auf kostenlose Karteikarten, Zusammenfassungen, Übungsaufgaben und Altklausuren für deinen Finite Eemente Kurs an der Fachhochschule Aachen zu.

TESTE DEIN WISSEN

Vernetzung (meshing)

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TESTE DEIN WISSEN

Aufteilung eines Bauteils in endlich große Teilbereiche mit regelmäßiger Geometrie und physikalischem Verhalten

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TESTE DEIN WISSEN

Methoden zur besseren Vernetzung

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TESTE DEIN WISSEN

Verkleinerung der Kantenlänge h (h-Methode)

Erhöhung des Grades p der Ansatzfunktion 

(Ansys p=1oder 2, ProE p=1 bis 7)

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TESTE DEIN WISSEN

Kantenlängen und Schiefwinkligkeit für gute Ergebnisse

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TESTE DEIN WISSEN

Kantenlängenverhältnis: 𝑙𝑚𝑎𝑥 ≤ 5 ∗ 𝑙𝑚𝑖𝑛

Schiefwinkligkeit: 45° < 𝛼 < 135° Vierecke

 30° < 𝛼 < 120° Dreiecke

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TESTE DEIN WISSEN

Finites Element

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TESTE DEIN WISSEN

Rechengebiet, für das der Zusammenhang zwischen Knotenkräften und Knotenverschiebungen bekannt ist.

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TESTE DEIN WISSEN

Adaptive meshing

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TESTE DEIN WISSEN

Einem mit free meshing vernetzten Modell wird vom FE-Programm iterativ das Netz in Bereichen hoher Spannungsgradienten verfeinert bis Konvergenz eintritt


Der Benutzer definiert Konvergenzkriterium, Verfeinerungsgrad und maximale Iterationszahl

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TESTE DEIN WISSEN

 Strategien zur Reduktion des Lösungsaufwandes

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TESTE DEIN WISSEN

nur kritische Bauteile in die Berechnung einbeziehen

unwichtige, kleine Geometriedetails löschen

Vernetzung nur so fein wie nötig

Vernetzung den Spannungsgradienten anpassen

Adaptive Vernetzung

2D- oder 1D-Strukturelemente anstatt 3D-Solids

Symmetrien ausnutzen:

--Spiegelsymmetrie

--Rotationssymmetrie

--Zyklische Symmetrie

Submodeling

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TESTE DEIN WISSEN

Vorteile eines reduzierten Modells

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TESTE DEIN WISSEN

übersichtliches Modell

geringerer Modellierungsaufwand

weniger Fehler

geringere Datenmenge

weniger Auswerteaufwand

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TESTE DEIN WISSEN

Lagrange Multiplikator Verfahren

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TESTE DEIN WISSEN

Kein Eindringen

Kontaktdruck p zur Vermeidung einer Eindringung ist zusätzlicher Freiheitsgrad => nichtlinearer Kontakt

Vorteil: Oberflächenverformung genau, kein Eindringen

Nachteil: größerer Aufwand als penalty-Verfahren

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TESTE DEIN WISSEN

Penalty Verfahren (Strafverfahren)

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TESTE DEIN WISSEN

=> lösungsabhängige Randbedingungen => nichtlinearer Kontakt

Vorteil: schnell und robust 

Nachteil: Körper dringen minimal in einander ein

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TESTE DEIN WISSEN

sweep meshing

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TESTE DEIN WISSEN

Extrusion eines Flächennetzes von Source- zu Target-Fläche in n-Schritten 

• Flächen müssen gleiche Topologie haben 

• einfach verbunden sein

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TESTE DEIN WISSEN

Nichtlinearer Kontakt (lösungsabhängige Randbedingungen)

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TESTE DEIN WISSEN

reibungsbehaftet (frictional) Funktion: Kontakt bei großer Verschiebung mit Trennung 

Anwendung: Körper, die sich relativ zueinander bewegen

 reibungsfrei (frictionless) Funktion: große Verschiebung und Trennung möglich 

Anwendung: Körper, die reibungsfrei aufeinander gleiten 

rau (rough) Funktion: Bauteile, die nicht Gleiten aber Abheben können 

Anwendung: z.B. Schraubenkopf

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TESTE DEIN WISSEN

Vernetzung des unbereinigten CAD-Modells i. d. R. unbrauchbar, da

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TESTE DEIN WISSEN

Vernetzung unwichtiger Bauteile

Netzfeinheit orientiert sich an Geometriedetails wie Bohrungen, Fasen

=> nur relevante Bauteile „freischneiden“

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  • 62114 Karteikarten
  • 1815 Studierende
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Beispielhafte Karteikarten für deinen Finite Eemente Kurs an der Fachhochschule Aachen - von Kommilitonen auf StudySmarter erstellt!

Q:

Vernetzung (meshing)

A:

Aufteilung eines Bauteils in endlich große Teilbereiche mit regelmäßiger Geometrie und physikalischem Verhalten

Q:

Methoden zur besseren Vernetzung

A:

Verkleinerung der Kantenlänge h (h-Methode)

Erhöhung des Grades p der Ansatzfunktion 

(Ansys p=1oder 2, ProE p=1 bis 7)

Q:

Kantenlängen und Schiefwinkligkeit für gute Ergebnisse

A:

Kantenlängenverhältnis: 𝑙𝑚𝑎𝑥 ≤ 5 ∗ 𝑙𝑚𝑖𝑛

Schiefwinkligkeit: 45° < 𝛼 < 135° Vierecke

 30° < 𝛼 < 120° Dreiecke

Q:

Finites Element

A:

Rechengebiet, für das der Zusammenhang zwischen Knotenkräften und Knotenverschiebungen bekannt ist.

Q:

Adaptive meshing

A:

Einem mit free meshing vernetzten Modell wird vom FE-Programm iterativ das Netz in Bereichen hoher Spannungsgradienten verfeinert bis Konvergenz eintritt


Der Benutzer definiert Konvergenzkriterium, Verfeinerungsgrad und maximale Iterationszahl

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Q:

 Strategien zur Reduktion des Lösungsaufwandes

A:

nur kritische Bauteile in die Berechnung einbeziehen

unwichtige, kleine Geometriedetails löschen

Vernetzung nur so fein wie nötig

Vernetzung den Spannungsgradienten anpassen

Adaptive Vernetzung

2D- oder 1D-Strukturelemente anstatt 3D-Solids

Symmetrien ausnutzen:

--Spiegelsymmetrie

--Rotationssymmetrie

--Zyklische Symmetrie

Submodeling

Q:

Vorteile eines reduzierten Modells

A:

übersichtliches Modell

geringerer Modellierungsaufwand

weniger Fehler

geringere Datenmenge

weniger Auswerteaufwand

Q:

Lagrange Multiplikator Verfahren

A:

Kein Eindringen

Kontaktdruck p zur Vermeidung einer Eindringung ist zusätzlicher Freiheitsgrad => nichtlinearer Kontakt

Vorteil: Oberflächenverformung genau, kein Eindringen

Nachteil: größerer Aufwand als penalty-Verfahren

Q:

Penalty Verfahren (Strafverfahren)

A:

=> lösungsabhängige Randbedingungen => nichtlinearer Kontakt

Vorteil: schnell und robust 

Nachteil: Körper dringen minimal in einander ein

Q:

sweep meshing

A:

Extrusion eines Flächennetzes von Source- zu Target-Fläche in n-Schritten 

• Flächen müssen gleiche Topologie haben 

• einfach verbunden sein

Q:

Nichtlinearer Kontakt (lösungsabhängige Randbedingungen)

A:

reibungsbehaftet (frictional) Funktion: Kontakt bei großer Verschiebung mit Trennung 

Anwendung: Körper, die sich relativ zueinander bewegen

 reibungsfrei (frictionless) Funktion: große Verschiebung und Trennung möglich 

Anwendung: Körper, die reibungsfrei aufeinander gleiten 

rau (rough) Funktion: Bauteile, die nicht Gleiten aber Abheben können 

Anwendung: z.B. Schraubenkopf

Q:

Vernetzung des unbereinigten CAD-Modells i. d. R. unbrauchbar, da

A:

Vernetzung unwichtiger Bauteile

Netzfeinheit orientiert sich an Geometriedetails wie Bohrungen, Fasen

=> nur relevante Bauteile „freischneiden“

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