Hinzufügen von Geometrie

Die Befehle auf dieser Seite können über die GruppenZeichnen und Design auf der RegisterkarteZeichnen aufgerufen werden.

Standardelemente

Wenn Geometrie, wie beispielsweise Linien, Bogen, Kreise, zu einem Modell hinzugefügt wird, können Objekte aus zwei unterschiedlichen Typen bestehen:

  • Als Konstruktion verwenden Wenn dieses Kontrollkästchen aktiviert ist, ist das hinzugefügte Geometrieobjekt nicht Bestandteil des Netzes. Stattdessen wird es als Hilfsmittel zum Erstellen eines Netzes verwendet (entweder ein 2D-Bereich mit einem automatischen Netz oder strukturierten Netz, die später beschrieben werden). Beispiel: Vier miteinander verbundene Konstruktionslinien, die ein Rechteck bilden, formen kein Plattenelement, wenn die Analyse durchgeführt wird. Konstruktionsbogen, Kreise und Splines werden als theoretische glatte Objekte angezeigt. Konstruktionsobjekte werden in der Strukturansicht unter der Verzweigung der Zeichnungsebene/Skizze oder unter der Verzweigung <3D-Objekte> angezeigt, in denen die Objekte bearbeitet werden können (Ändern der Koordinaten der Definitionspunkte, Ändern der Attribute usw.). (Siehe Seite Zeichnungsebenen für den Unterschied zwischen einer Zeichnungsebene/Skizze und einem 3D-Objekt sowie für Methoden zum Verschieben eines Objekts aus dem 3D-Raum in eine Skizze.)
  • Regelmäßige Linien: Wenn es sich beim hinzugefügten Objekt nicht um ein Konstruktionsobjekt handelt, wird es als Bestandteil des Netzes verwendet. Beispielsweise erstellen vier Linien, die miteinander verbunden sind, um ein Rechteck zu bilden, ein Schalenelement, wenn die Analyse durchgeführt wird. Da die Objekte Teil des Netzes sind, werden Bogen, Kreise und Splines, die nicht Teil der Konstruktion sind, sofort in gerade Liniensegmente unterteilt, wenn sie dem Modell hinzugefügt werden. Das heißt die Bogen und Kreise werden vernetzt.

    Siehe Seite Werkzeuge: Ändern von Attributen und Duplizieren für Anweisungen zum Ändern eines Objekts von einem Konstruktionsobjekt in eine normale Linie und umgekehrt.

Beim Hinzufügen von Geometrie können die Punkte mit einer der folgenden Methoden eingegeben werden:

  • Geben Sie die X-, Y- und Z-Koordinaten des Punkts in den entsprechenden Felder ein, und drücken Sie die <Eingabetaste>. Wenn das Kontrollkästchen Relative Werte aktiviert ist, legen die in den Feldern DX, DY und DZ eingegebenen Werte die relative Entfernung in diesen Richtungen von der aktuellen Koordinate fest (in der Statusleiste angezeigt). Wenn der Quellpunkt beispielsweise (X=10, Y=5, Z=2.5) lautet und ---1 im Feld DY: und 2.5 im Feld DZ: eingegeben wird, wird ein Punkt mit (X=10, Y=4 Z=5) anstatt mit (X=0, Y=-1, Z=2.5) definiert.
  • Fangen Sie einen vorhandenen Punkt. Bewegen Sie den Cursor zu dem Punkt, an dem Sie beginnen möchten. Wenn das Schlosssymbol angezeigt wird (siehe Abbildung unten), klicken Sie mit der linken Maustaste, um diesen Knoten auszuwählen.
  • Wenn Sie den Skizziermodus verwenden, klicken Sie mit der linken Maustaste, um einen Rasterpunkt oder eine beliebige freie Position auf der Ebene zu fangen.
  • Geben Sie die Knoten-ID des Knotens im Modell ein, an dem Sie die Linie im Feld ID: beginnen möchten. Die Knoten-ID eines Knotens kann bestimmt werden, indem Sie den Cursor über einen Punkt bewegen. Ein Popup mit der Knoten-ID wird angezeigt (siehe unten).

Hinzufügen eines neuen Bauteils zu einem Modell

Neues Bauteil: Durch Auswahl dieses Befehls wird ein leeres Bauteil mit der nächsten verfügbaren Bauteilnummer hinzugefügt. Jede Art von Geometrie kann zu diesem Bauteil hinzugefügt werden.

Hinzufügen von Konstruktionsknoten zu einem Modell

Konstruktionspunkt: Verwenden Sie diesen Befehl, um einen Knoten zum Modell hinzuzufügen. Konstruktionspunkte haben zwei Aufgaben:

  1. Sie werden als Referenzpunkt zum Hinzufügen von manuell erstellter Geometrie zum Modell, wie z. B. Linien, Bogen, Netze usw., verwendet. Dieser Knoten wird nicht berücksichtigt, wenn das Modell analysiert wird (es sei denn, ein Element ist mit dem Knoten verbunden).
  2. Beim Arbeiten mit einem CAD-Volumenkörpermodell bewirken Konstruktionspunkte, dass der Oberflächen-Netzerzeuger einen Knoten an dieser Position erstellt. Weitere Informationen finden Sie auf der Seite Überblick über Vernetzung: Netzerstellung von CAD-Volumenmodellen: Konstruktionspunkte - Kontrollpunkte.
    • Das Dialogfeld Konstruktionspunkt festlegen wird angezeigt.
    • Geben Sie die Koordinaten an, an denen der Konstruktionspunkt hinzugefügt werden soll.
    • Drücken Sie die <Eingabetaste>, um den Knoten hinzuzufügen.
Tipp: Verwenden Sie Ansicht Sichtbarkeit Konstruktionspunkte zum Anzeigen oder Ausblenden der Konstruktionspunkte.

Hinzufügen von Linien zu einem Modell

Linie: Verwenden Sie diesen Befehl zum Hinzufügen eines Liniensegments zum Modell. Dieses Segment kann als beliebiges Linienelement definiert werden.

  1. Das Dialogfeld Geometrie definieren wird eingeblendet.
  2. Geben Sie zunächst das Bauteil, die Fläche und den Layer an, denen die Linien im Abschnitt Attribute zugewiesen werden sollen. Die Linien können in einer beliebigen Flächen- oder Layernummer platziert werden.
  3. Geben Sie die Anfangskoordinate für die Linie mit einer der obigen Methoden unter Standardelemente ein. Wenn Sie die Maus bewegen, sehen Sie, dass der Mauszeiger bis zum Endpunkt mit einem Gummiband versehen ist.
  4. Geben Sie den zweiten Endpunkt der Linie an. Die Linie wird im Ansichtsbereich angezeigt.
  5. Sie können in diesem Dialogfeld weitere Linien hinzufügen. Sie können entweder mit dem letzten Endpunkt fortfahren oder eine separate Linie beginnen. Dies kann mithilfe des Kontrollkästchens Einzelne Linie gesteuert werden.
    • Um eine Reihe von Linienelementen einzugeben, die miteinander verbunden sind, um eine fortlaufende Kette zu bilden, stellen Sie sicher, dass das Kontrollkästchen Einzelne Linie deaktiviert ist.
    • Um separate Linien festzulegen, die nicht miteinander verbunden sind, stellen Sie sicher, dass das Kontrollkästchen Einzelne Linie aktiviert ist.
Anmerkung: Der FEM-Editor verhindert, dass identische Linien erstellt werden, wobei identisch bedeutet, dass die Linien die gleichen Endpunkte und dieselbe Bauteilnummer haben. Ob zwei Endpunkte identisch sind oder nicht, wird anhand von Zeichnen Ändern Suchtoleranz festlegen bestimmt. Diese Regel wirkt sich beim Hinzufügen von Geometrie, beim Kopieren, bei der Netzerstellung usw. aus.
Tipp: Beim Hinzufügen von Linien wird die standardmäßige Vorgehensweise zum Erstellen eines Konstruktionsobjekts oder normalen Objekts durch die Einstellung Vorgabeeinstellungen für Konstruktionslinien in neue Datei übernehmen auf der Registerkarte Optionen Entwerfen festgelegt.

Erstellen von Tangenten

Durch Auswählen des Befehls Tangente werden Sie durch den Prozess zur Erstellung von Tangenten zwischen Konstruktionskreisen und -bogen geführt. Dieser Befehl ist nur verfügbar, wenn ein Bogen oder Kreis in der aktuellen Skizze vorhanden ist. Befolgen Sie die Anweisungen in der Statusleiste. Die Tangenten werden wie folgt erstellt:

  1. Klicken Sie auf das erste Objekt für die Tangente: entweder auf einen Konstruktionspunkt, einen Kreis oder einen Bogen.
  2. Klicken Sie auf das zweite Objekt für die Tangente: entweder auf einen Konstruktionskreis oder Bogen (oder Knoten, wenn das erste Objekt kein Konstruktionspunkt war). Alle möglichen Tangenten zwischen den beiden Objekten werden angezeigt.
  3. Wählen Sie alle möglichen Tangenten, die im Modell enthalten sein sollen. Verwenden Sie <Strg>, <Umschalt> und <Strg> + <Umschalt> zum Aktivieren, Hinzufügen und Entfernen von Linien des Auswahlsatzes.
  4. Drücken Sie die <Eingabetaste>, nachdem Sie die gewünschten Linien ausgewählt haben. Konstruktionslinien werden an den ausgewählten Tangenten erstellt.

Hinzufügen von Rechtecken zu einem Modell

Rechteck: Verwenden Sie diesen Befehl zum Hinzufügen von vier Liniensegmenten, die ein Rechteck definieren.

  1. Das Dialogfeld Rechteck hinzufügen wird angezeigt.
  2. Geben Sie zunächst das Bauteil, die Fläche und den Layer an, denen die vom Rechteck erstellten Linien im Abschnitt Attribute zugewiesen werden sollen.
  3. Wenn Sie sich nicht im Skizziermodus befinden, sind vier Punkte zum Definieren des Rechtecks erforderlich. Wenn Sie sich im Skizziermodus befinden, sind nur die beiden diagonal gegenüberliegenden Punkte erforderlich. Jeder dieser Punkte kann wie oben in Standardelemente beschrieben eingegeben werden. Die vier Punkte sind folgende:
    • Der erste definierte Punkt muss eine Ecke des Rechtecks sein.
    • Der zweite definierte Punkt muss die Ecke des Rechtecks gegenüber dem ersten Punkt sein.
    • Der dritte definierte Punkt kann ein beliebiger Punkt sein, der sich in der Ebene des Rechtecks befindet. Dieser Punkt kann nicht entlang der Diagonalen liegen, die durch die ersten beiden Punkte definiert wird.
    • Der vierte definierte Punkt kann ein beliebiger Punkt auf der Basis des Rechtecks sein.
  4. Drücken Sie die Schaltfläche Anwenden, um die Liniensegmente zu erstellen.
  5. Um beispielsweise ein Rechteck von 10 x 10 am Ursprung in der XY-Ebene bei Z=0 und mit Seiten parallel zur X- und Y-Ebene zu erstellen, verwenden Sie die folgenden Koordinaten für die vier Punkte:
    • (0,0,0) für die erste Ecke
    • (10,10,0) für die gegenüberliegende Ecke
    • (2,3,0) oder eine Koordinate, bei der die X- und Y-Werte ungleich sind (damit sie nicht auf der Diagonalen liegen) und Z=0 ist.
    • (1,0,0) oder eine Koordinate entlang der X-Achse, außer (0,0,0).

Hinzufügen von Bogen zu einem Modell

Bogen können mithilfe von BogenDrei Punkte oder Bogen Mittel- und Endpunkte zum dreidimensionalen Raum hinzugefügt werden. Wenn Sie sich im Skizziermodus befinden, können Bogen auch mit Winkel und Endpunkte oder Radius und Endpunkte eingegeben werden.

  1. Das Dialogfeld Bogen definieren durch wird eingeblendet.
  2. Geben Sie zunächst das Bauteil, die Fläche und den Layer an, denen der Bogen (oder die Linien) im Abschnitt Attribute zugewiesen werden soll(en).
  3. Wenn kein Konstruktionsobjekt erstellt wird, geben Sie im Feld Segmente mindestens: an, in wie viele Liniensegmente der Bogen unterteilt wird. Die Segmente weisen dieselbe Länge auf. Um die Länge der vom Bogen erstellten Linien zu steuern, aktivieren Sie das Kontrollkästchen Maximale Länge:, und geben Sie die maximale Länge der Liniensegmente an, die im benachbarten Feld erstellt werden. Wenn die Länge des Bogens geteilt durch den Wert im Feld Segmente mindestens: größer ist als dieser Wert, werden mehr Segmente erstellt als im Feld Segmente mindestens: angegeben wurden.
  4. Definieren Sie die Punkte für den Bogen, indem Sie die Anweisungen in der Statusleiste befolgen. Jeder dieser Punkte kann wie oben in Standardelemente beschrieben eingegeben werden.
  5. Aktivieren Sie für einige Bogenbefehle, die über eine Richtung verfügen, das Kontrollkästchen Bogenrichtung umkehren, sodass der andere Abschnitt des Bogens angezeigt wird.
  6. Drücken Sie die Schaltfläche Anwenden, um den Bogen oder die Liniensegmente zu erstellen.

Hinzufügen von Kreisen zu einem Modell

Kreis Durchmesser oder Kreis Mittelpunkt und Radius: Verwenden Sie diese Befehle zum Hinzufügen von Kreisen zum Modell.

  1. Das Dialogfeld Kreis über Durchmesserpunkte angeben oder Kreis über Mittel- und Radialpunkt angeben wird eingeblendet.
  2. Geben Sie zunächst das Bauteil, die Fläche und den Layer an, denen die vom Kreis erstellten Linien im Abschnitt Attribute zugewiesen werden sollen.
  3. Wenn kein Konstruktionsobjekt erstellt wird, geben Sie im Feld Segmente mindestens: an, in wie viele Liniensegmente der Kreis unterteilt wird. Die Segmente weisen dieselbe Länge auf. Um die Länge der vom Kreis erstellten Linien zu steuern, aktivieren Sie das Kontrollkästchen Maximale Länge:, und geben Sie die maximale Länge der Liniensegmente an, die im benachbarten Feld erstellt werden. Wenn der Umfang des Kreises geteilt durch den Wert im Feld Segmente mindestens: größer ist als dieser Wert, werden mehr Segmente erstellt als im Feld Segmente mindestens: angegeben wurden.
  4. Definieren Sie die Punkte für den Kreis, indem Sie die Anweisungen in der Statusleiste befolgen. Jeder dieser Punkte kann wie oben in Standardelemente beschrieben eingegeben werden.
  5. Drücken Sie die Schaltfläche Anwenden, um die Liniensegmente zu erstellen.

Hinzufügen von Splines zu einem Modell

Spline: Verwenden Sie diesen Befehl zum Hinzufügen von Splines zum Modell.

  1. Das Dialogfeld Spline hinzufügen wird angezeigt.
  2. Geben Sie zunächst das Bauteil, die Fläche und den Layer an, denen die vom Spline erstellten Linien im Abschnitt Attribute zugewiesen werden sollen.
  3. Wenn kein Konstruktionsobjekt erstellt wird, geben Sie im Feld Segmente mindestens: an, in wie viele Liniensegmente der Spline unterteilt wird. Die Segmente weisen dieselbe Länge auf. Um die Länge der vom Spline erstellten Linien zu steuern, aktivieren Sie das Kontrollkästchen Maximale Länge:, und geben Sie die maximale Länge der Liniensegmente an, die im benachbarten Feld erstellt werden. Wenn die Länge des Splines geteilt durch den Wert im Feld Segmente mindestens: größer ist als dieser Wert, werden mehr Segmente erstellt als im Feld Segmente mindestens: angegeben wurden.
  4. Legen Sie im Feld Grad: den Krümmungsgrad fest, der zum Erstellen des Splines verwendet wird.
  5. Wenn der Spline durch alle definierten Punkte verlaufen soll, aktivieren Sie das Kontrollkästchen Interpolieren.
  6. Wenn der erste Punkt mit dem letzten Punkt verbunden werden soll, aktivieren Sie das Kontrollkästchen Schließen.
  7. Definieren Sie die Punkte, die zum Erstellen des Splines verwendet werden. Jeder dieser Punkte kann wie oben in Standardelemente beschrieben eingegeben werden.
  8. Drücken Sie die Schaltfläche Anwenden, um den Spline oder die Liniensegmente zu erstellen.

Hinzufügen eines Scheibenelements

Rolle: Dieser Befehl ist nur für nichtlineare Analysen verfügbar. Weitere Informationen finden Sie unter Scheibenelemente.

Hinzufügen von Kontaktelementen zu einem Modell

Kontaktelemente: Mit diesem Befehl werden zahlreiche Linien zwischen zwei Gruppen von Knoten auf dem Modell hinzugefügt. Dieser Befehl dient hauptsächlich zum Erstellen von Kontakt- oder Lückenelementen zwischen dem Knoten in einem Bereich und dem Knoten in einem anderen Bereich. Da der Befehl jedoch nur Linien erstellt, können die Linien für unterschiedliche Zwecke und beliebige Elementtypen eingesetzt werden.

Die Schritte zum Verwenden des Befehls lauten wie folgt:

  1. Nachdem dieser Befehl gestartet wurde, wählen Sie im Anzeigebereich eine der beiden Gruppen von Knoten, beispielsweise eine der Kontaktflächen. Sie können mit einer beliebigen Auswahlmethode den Objekttyp wählen. Wenn Sie beispielsweise ein komplettes Bauteil oder eine Fläche auswählen, werden alle Knoten auf diesem Bauteil oder der Fläche enthalten sein. Wenn Sie eine Linie wählen, werden beide Knoten ausgewählt. Konstruktionspunkte können auch ausgewählt werden, jedoch können andere Konstruktionsobjekte nicht gewählt werden.
  2. Drücken Sie die Schaltfläche Satz 1 zuordnen. Die Anzahl der ausgewählten Knoten wird aufgelistet.
  3. Wählen Sie den zweiten zu verbindenden Satz von Knoten, beispielsweise die zweite Kontaktfläche.
  4. Drücken Sie die Schaltfläche Satz 2 zuordnen. Die Anzahl der ausgewählten Knoten wird aufgelistet.
  5. Legen Sie die Attribute der Linien in den Feldern Bauteil, Fläche und Layer fest.
  6. Drücken Sie die Schaltfläche Linien erzeugen, um die Kontaktelemente zu erstellen. Jeder Knoten im ersten Satz wird mit einer Linie zu jedem anderen Knoten im zweiten Satz verbunden.

In einigen Fällen sollen möglicherweise nur Kontaktelemente zwischen Knoten erstellt werden, die einen bestimmten Abstand voneinander aufweisen. Wenn Sie beispielsweise wissen, dass sich ein Bauteil in Bezug auf ein anderes Bauteil nur um 1 Zoll verschiebt, müssen die Kontaktelemente nicht länger als 1,5 Zoll sein (wobei ein wenig Spielraum erforderlich ist). Dies kann durch Aktivieren des Kontrollkästchens Suchabstand beschränken und Eingeben der minimalen und maximalen Längen erfolgen. Anschließend können nur Linien, deren Länge innerhalb der Vorgabe liegt, erstellt werden, wenn die Schaltfläche Linien erzeugen gedrückt wird.

Layer-Steuerung

Layer-Steuerung: Zeigt Linien entsprechend dem Layer-Attribut (Layer-Nummer) an und filtert die Linien zur leichteren Auswahl. Das Dialogfeld zeigt alle Layer-Nummern unabhängig vom Bauteil im Modell an. Wählen Sie den Befehl Anzeigen, um alle Layer im Modell anzuzeigen. Sie können auch die Anzeige von einzelnen Layern auswählen. Aktivieren Sie zur Auswahl die Option Filter, um zu verhindern, dass das Objekt ausgewählt wird. Die Filterfunktion kann für alle Objekttypen verwendet werden: Bauteil, Fläche, Kante, Linie und Knoten. Wenn das Objekt nur zu Linien auf einem Layer gehört, der gefiltert wird, dann wird das Objekt nicht ausgewählt.

Verbinden von Linien mit dem Zentroid

Zentroid erstellen: Dieser Befehl dient hauptsächlich zum Berechnen der Zentroidposition einer Fläche (aus einer oder mehreren Flächennummern bestehend). Optional können die Knoten auf der ausgewählten Fläche mit dem Zentroid, der über Linienelemente verfügt, verbunden werden. Bei Verwendung auf zwei separaten Flächen können beide Zentroide mit einem Linienelement verbunden werden.

Stellen Sie sich beispielsweise einen langen Kanal in einer Struktur vor, bei der die Interaktion der Schraubenverbindungen an jedem Ende genauestens untersucht werden muss. Folglich wird ein CAD-Modell des Balkens, der Schrauben und der Verbindung erstellt. Wenn die Spannweite des Kanals bei der Analyse nicht berücksichtigt werden muss, kann sie durch ein paar Balkenelemente ersetzt werden, um den Umfang der Analyse erheblich zu reduzieren. Der Zentroid-Rechner automatisiert das Verbinden von jedem Knoten auf dem Schnittende des Kanals mit dem Zentroid. Anschließend werden beide Zentroide verbunden. Betrachten Sie folgende Abbildung.

(a) Vollständiges CAD-Modell, in dem der horizontale Kanal mit Quaderelementen modelliert wird.

(b) Effizienteres Modell, in dem ein Teil des horizontalen Kanals mit Balkenelementen modelliert wird. Nur der Teil, für den die Details der Quaderelemente erforderlich sind, werden im CAD-Modell modelliert.

Die Schritte zum Verwenden des Befehls lauten wie folgt:

  1. Wählen Sie optional die Flächennummern auf der ersten Fläche (Auswahl Auswählen Flächen).
  2. Aktivieren Sie den Befehl Zeichnen Design Zentroid erstellen. Wenn Flächen ausgewählt wurden, werden sie im Feld Referenzflächen aufgelistet.
  3. Zusätzliche Flächen können im Anzeigebereich ausgewählt und im Feld aufgelistet werden, indem Sie auf die Schaltfläche Hinzufügen klicken. Unerwünschte Flächen können entfernt werden, indem Sie die Flächen im Feld auswählen und auf die Schaltfläche Entfernen klicken.
  4. Wenn Sie möchten, dass jeder Knoten auf der Fläche mit einem Punkt am Schwerpunkt verbunden wird, aktivieren Sie die Option erzeugt Balkenspinne - verbindet Punkt mit Fläche über "Speichen". Geben Sie im Eingabefeld Bauteil an, welche Bauteilnummer für die Linien verwendet werden soll. Beachten Sie, dass bei dieser Option das Modell vorzeitig mit einem Netz versehen werden muss.
  5. Wenn für eine zweite Fläche der Zentroid berechnet und mit der ersten Fläche mit einem Linienelement verbunden werden soll (Beispiel in Abbildung 1), aktivieren Sie die Option Verbindet Zentralpunkt mit Zentralpunkt einer zweiten Fläche. Wählen Sie anschließend die Flächen für die zweite Fläche, und klicken Sie auf die entsprechende Schaltfläche Hinzufügen.
  6. Klicken Sie auf die Schaltfläche OK, um die Vorgänge durchzuführen.
Anmerkung:
  • Zentroid erstellen funktioniert nur auf Flächen von CAD-Modellen. Die Berechnung des Schwerpunkts ist nicht von der Netzgröße abhängig.
  • Für alle im Dialogfeld gewählten Optionen wird ein Konstruktionspunkt am Schwerpunkt der Fläche positioniert. Wenn das Modell erneut mit einem Netz versehen wird und der Konstruktionspunkt in der Nähe der Fläche des Modells ist, wird ein Knoten im CAD-Netz an der Zentroidposition angezeigt. Weitere Informationen finden Sie auf der Seite Überblick über Vernetzung: Netzerstellung von CAD-Volumenmodellen: Konstruktionspunkte - Kontrollpunkte. Wenn Sie dies nicht wünschen, wählen Sie den Konstruktionspunkt (Auswahl Auswählen Knoten), und löschen Sie ihn, bevor ein neues Netz erstellt wird.
  • Die Speichen des Zentroids sind mit dem Modell nicht assoziativ. Wenn also ein neues Netz für das Modell erstellt wird, sollten die alten Speichen des Zentroids gelöscht werden. Die Speichen des Zentroids sollten mithilfe des neuen Oberflächennetzes neu erstellt werden.

Übergeordnetes Thema: Erstellen und Ändern von Geometrie im FEM-Editor