Kräfte

Anmerkung: Die Informationen in diesem Abschnitt gelten für alle linearen und nichtlinearen Analysen, die Kraftlasten unterstützen.

Eine Kraft kann auf einen Knoten, eine Kante oder eine Fläche angewendet werden.

Wie wirkt eine Kraft?

Analysespezifische Parameter:

  1. Für lineare Analysen:
    • Knoten- und Kantenkräfte werden auf einen Lastfall angewendet. Der Lastfall wird im Feld Lastfall / Lastkurve festgelegt. Wenn Sie möchten, dass eine Knoten- oder Kantenkraft in mehreren Lastfällen angewendet wird, können Sie sie auch in eine neue Lastgruppe kopieren und den Wert für Lastfall / Lastkurve ändern.
    • Um eine Flächenkraft auf ein Modell anzuwenden, muss ein Multiplikator für Druck auf der Registerkarte Multiplikatoren des Dialogfelds Analyseparameter festgelegt sein.
  2. Für nichtlineare Analysen:
    • Alle Kräfte folgen während der Analyse einer Lastkurve. Wählen Sie die Lastkurve im Feld Lastfall / Lastkurve aus.

Anwenden von Kräften

Wenn Sie Knoten, Kanten oder Flächen ausgewählt haben, können Sie mit der rechten Maustaste in den Anzeigebereich klicken und das Pulldown-Menü Hinzufügen auswählen. Wählen Sie den Befehl Knotenkraft Kantenkraft oder Flächenkraft. Kantenkräfte können nur auf Bauteile angewendet werden, die aus CAD-Volumenkörpermodellen oder der 2D-Netzerzeugung stammen. Sie können auch über die Multifunktionsleiste auf diesen Befehl (Setup Lasten) zugreifen. Sie können vor oder nach der Auswahl der Objekte, auf die Sie die Kraft anwenden möchten, auf den Multifunktionsleistenbefehl klicken.

Geben Sie im Feld Größe die Größe der Kraft an, die auf jedes ausgewählte Objekt angewendet wird. Die Richtung der Last wird im Abschnitt Richtung festgelegt. Wenn eine Flächenkraft in der Richtung Normal angewendet wird, werden Pfeile auf dem Modell im FEM-Editor angezeigt. Die Pfeile werden jedoch nicht lotrecht zur Fläche angezeigt, sondern lotrecht zu einer Linie . In der Ergebnisanzeige stellen die Pfeile exakt die Richtung der normalen Flächenkraft dar.

Wenn Sie bei linearen Analysen eine Kanten- oder Knotenkraft anwenden, geben Sie im Feld Lastfall/Lastkurve den Lastfall oder die Lastkurve an, in dem bzw. in der die Kraft positioniert werden soll. Flächenkräfte werden vom globalen Lastfall-Multiplikator Druck im Dialogfeld Analyseparameter gesteuert. Geben Sie bei nichtlinearen Analysen die Lastkurvennummer im Feld Lastfall/Lastkurve für alle Flächen-, Kanten- und Knotenkräfte an.

Anmerkung: Lesen Sie die Kommentare unter der Überschrift Anwendung von Lasten und Abhängigkeiten an doppelten Knoten auf der Seite Lasten und Abhängigkeiten, um Informationen darüber zu erhalten, wie Knotenlasten an doppelten Knoten angewendet werden.

Importieren von Reaktionskräften aus einer elektrostatischen Analyse

Die strukturellen Reaktionen der elektrostatischen Kraft zwischen Leitern (in der Regel nur in MEMS-Anwendungen von Bedeutung) können berechnet werden. Wenn eine elektrostatische Analyse in einem anderen Modell durchgeführt wurde und die Reaktionskräfte in dem anderen Modell berechnet wurden, dann können diese Reaktionskräfte auf das Strukturmodell angewendet werden. Informationen zur Aktivierung der Ausgabe der Reaktionskräfte finden Sie unter Elektrostatisch: Analyseparameter: Elektrostatische Feldstärke und Spannung: Berechnen der durch das elektrostatische Feld verursachten Kräfte und Ladung in diesem Abschnitt. (Obwohl die elektrostatischen Kräfte in den binären Ergebnisdateien in Einheiten von Spannung × Strom × Zeit/Länge angegeben sind, werden sie von der Software automatisch in Krafteinheiten umgerechnet, wenn die Lasten auf das Modell angewendet werden.)

Achtung: Aufgrund von Änderungen an der Software sollten elektrostatische Kräfte, die mit einer Version vor V23.1 (Februar 2009) berechnet wurden, nicht mit der Softwareversion V23.1 oder höher verwendet werden. Wenn diese Ergebnisse in Version V23.1 oder höher erforderlich sind, muss die Analyse erneut durchgeführt werden.

Die Knoten in dem Spannungsmodell müssen mit den Knoten in dem elektrostatischen Modell übereinstimmen, für das die Reaktionskräfte berechnet wurden. Die elektrostatischen Bauteile müssen jedoch nicht in der Spannungsanalyse enthalten sein. Beispielsweise kann die Kraft auf der Oberfläche eines Bauteils berechnet werden, das dielektrisches Material zwischen Leitern (z. B. Luft) darstellt. Luft zwischen Leitern wäre nicht in der Spannungsanalyse enthalten.

Die Methode zum Anwenden der Reaktionskräfte auf das Spannungsmodell lautet wie folgt:

  1. Sofern keine Auswahl erfolgte, klicken Sie mit der rechten Maustaste in den Anzeigebereich des FEM-Editors. Wählen Sie den Befehl Aus Datei laden.
  2. Klicken Sie auf die Durchsuchen-Schaltfläche in der Spalte Ergebnisdatei. Ein Dialogfeld wird angezeigt. Wählen Sie die Ergebnisdatei. Wählen Sie über das Pulldown-Menü Dateityp: den Dateityp Elektrostatische Reaktionskräfte (*.efr), der für die Lasten gelesen werden soll.
  3. Wählen Sie die Datei aus, und klicken Sie auf Öffnen.
  4. Da elektrostatische Analysen nur einen einzigen Lastfall haben können, zeigt die Spalte Lastfall aus Datei den Wert Null (0) an. Sie können jedoch mehrere Lastgruppen in ein einziges Modell importieren, indem Sie auf die Schaltfläche Zeile hinzufügen klicken. Die den anderen Zeilen der Tabelle zugewiesenen Lasten können aus derselben Datei und demselben Entwurfsszenario, aus anderen Dateien oder aus anderen Entwurfsszenarien stammen. Beispielsweise möchten Sie dieselben elektrostatischen Kräfte auf mehr als einen Lastfall in der Spannungsanalyse anwenden ODER Sie möchten Spannungen für Ergebnisse elektrostatischer Kräfte an zwei unterschiedlichen angelegten Spannungen berechnen, die jeweils aus einem anderen Entwurfsszenario stammen.
  5. Die Lasten werden in einem bestimmten Lastfall oder in einer Lastkurve der Spannungsanalyse positioniert. Geben Sie den Lastfall bzw. die Lastkurve im Feld Struktureller Lastfall an.
  6. Wenn die Lasten vor der Anwendung auf das Modell mit einem konstanten Wert multipliziert werden sollen, geben Sie den konstanten Wert in der Spalte Multiplikator an.
  7. Klicken Sie auf OK.
Anmerkung:
  • Die importierten Lasten werden nicht im FEM-Editor angezeigt. Sie werden in der Ergebnisanzeige angezeigt, nachdem eine Überprüfung des Modells oder die Analyse durchgeführt wurde.
  • Denken Sie bei linearen Analysen daran, die Anzahl der Lastfälle festzulegen, die für die importierten Lasten erforderlich sind. Wenn das Modell für zwei Lastfälle eingerichtet wurde und eine aus einer elektrostatischen Analyse importierte Last Lastfall 5 zugewiesen ist, ist die Last auf Lastfall 5 nicht vorhanden. Das Modell verfügt nur über zwei Lastfälle. Um die zusätzlichen Lastfälle in diesem Beispiel zu erstellen, fügen Sie drei Zeilen auf der Registerkarte Multiplikatoren des Dialogfelds Analyseparameter hinzu.
  • Vergessen Sie bei nichtlinearen Analysen nicht, die Lastkurven nach Bedarf für die importierten Lasten zu definieren. Wenn eine aus einer elektrostatischen Analyse importierte Last auf Lastkurve 5 angewendet wird und diese Lastkurve nicht definiert ist, so ist der Multiplikator gleich 0!
Tipp:

    Das Dialogfeld Lasten aus Datei kann außerdem für Folgendes verwendet werden:

  • Lasttemperaturen aus einem anderen Modell. Weitere Informationen finden Sie auf der Seite Einrichten und Durchführen der Analyse: Allgemeine Informationen (für mehrere Analysearten): Lasten und Abhängigkeiten: Temperaturen.
  • Lasten aus einer Textdatei können in die Strukturanalyse importiert werden. Weitere Informationen finden Sie auf der Seite Einrichten und Durchführen der Analyse: Allgemeine Informationen (für mehrere Analysearten): Lasten und Abhängigkeiten: .