Durchführen von Netzstudien

Eine häufige Frage in FEM ist, welche Netzgröße erforderlich ist, um genaue Ergebnisse zu erhalten. Beim Arbeiten mit einem CAD-Modell kann der Assistent für Netzstudien für die Beantwortung dieser Frage verwendet werden. Der Assistent für Netzstudien automatisiert die Aufgabe der Modellvernetzung bei verschiedenen Netzgrößen, führt die Analyse durch und fragt die Ergebnisse ab.

Einrichten des Modells

Vor der Netzstudie müssen Sie folgende Schritte ausführen:

  1. Öffnen Sie das CAD-Modell in Autodesk Simulation.
  2. Legen Sie die Analyseart auf Statische Spannung mit linearen Materialmodellen fest.
  3. Legen Sie ggf. spezielle Vernetzungsoptionen fest, wie Netztyp (Volumenkörper, Mittelfläche, Platte/Schale), Verfeinerungspunkte, passende Netztoleranz usw.
  4. Fügen Sie eine Fläche, Kante oder Bauteillasten und Abhängigkeiten zum Modell hinzu. Auf die CAD-Bauteile angewendete Knotenlasten werden während der Studie nicht beibehalten.
  5. Optional können Sie das Modell vernetzen.
  6. Definieren Sie die Elementdefinitionen.
  7. Definieren Sie die Materialeigenschaften.
  8. Definieren Sie die Analyseparameter.
  9. Führen Sie optional Modell überprüfen oder die Analyse durch.
Tipp:
  • Obwohl das Modell nicht zuvor vernetzt werden muss, wird dies empfohlen, um eventuelle Probleme mit dem Modell und der Einrichtung festzustellen.
  • Wenn Sie Verfeinerungspunkte hinzufügen, können Sie einen Teilungsfaktortyp anstelle eines Netzgrößentyps verwenden. Auf diese Weise wird das Netz um die Verfeinerung immer einen kleineren Faktor als die gesamte Netzgröße statt der gleichen Größe in allen Iterationen haben. (Weitere Informationen finden Sie unter Verfeinerungspunkte.)
  • Obwohl es nicht nötig ist, eine Modellüberprüfung oder die Analyse durchzuführen, empfiehlt dies sich, um eventuelle Probleme mit dem Modell und der Einrichtung festzustellen.

Netzstudie einrichten

Klicken Sie auf AnalyseAnalyseNetzstudien-Assistent, und wählen Sie Weiter aus, um mit der Einrichtung zu beginnen.

Wenn ein Modell bereits geöffnet ist und ein anwendbares Entwurfsszenario geladen wurde:

Das derzeit geladene Entwurfsszenario wird als Basis der Netzstudie verwendet. Springen Sie zu der unter Schritte für alle Netzstudien beschriebenen Vorgehensweise.

Wenn derzeit kein Modell geöffnet ist:

Für eine leere Autodesk Simulation-Sitzung zeigt der Assistent für Netzstudien weitere Dialogfelder an, in denen Sie das zu verwendende Modell und Entwurfsszenario auswählen.

Modell auswählen: Klicken Sie auf die Schaltfläche Durchsuchen, und navigieren Sie zum Speicherort des Modells. Das Modell muss mindestens ein Entwurfsszenario mit eine Analyseart Statische Spannung mit linearen Materialmodellen enthalten. Klicken Sie auf die Schaltfläche Öffnen zum Laden des Modells. Klicken Sie auf die Schaltfläche Weiter, um fortzufahren.

Entwurfsszenario auswählen: Wählen Sie das Entwurfsszenario aus, das für die Netzstudie verwendet wird. Nur Entwurfsszenarien mit der Analyseart Statische Spannung mit linearen Materialmodellen stehen zur Verfügung. Klicken Sie auf die Schaltfläche Weiter, um fortzufahren. Die weiteren Schritte der Vorgehensweise finden Sie unter Schritte für alle Netzstudien.

Anmerkung: Das ausgewählte Entwurfsszenario wird im Modell nicht geändert. Stattdessen werden neue Entwurfsszenarien für jede Netzgröße erstellt, die in den Studienparametern angegeben wurde.

Schritte für alle Netzstudien:

Netzgröße: Dieser Schritt wird verwendet, um die Größe der Netze für die Studie festzulegen.

  • Legen Sie den Typ der Netzgrößensteuerung, die Sie verwenden möchten, im Dropdown-Feld Typ fest. Die Optionen Prozent von Autolänge und Absolute Netzgröße sind verfügbar. (Weitere Informationen zu diesen Optionen finden Sie auf der Seite Netzeinstellungen des Modells: Fläche.)
  • Geben Sie die Grenzen der Netzgröße in die Felder Startgröße und Endgröße ein.
  • Geben Sie im Feld Wiederholungen insgesamt an, wie viele Analysen durchgeführt werden. Der Unterschied zwischen der Anfangs- und Endnetzgröße wird anhand des Werts der Gesamtzahl der Iterationen in gleich große Segmente unterteilt. Wenn z. B. mit zwei Iterationen die Analyse bei der Anfangs- und der Endgröße durchgeführt wird, wird bei drei Iterationen eine weitere Analyse mit einer Netzgröße durchgeführt, die auf der Hälfte zwischen diesen beiden Werten liegt, usw.

Klicken Sie auf die Schaltfläche Weiter, um fortzufahren.

Ergebnisse definieren: Dieser Schritt wird verwendet, um festzulegen, welches Ergebnis für jede Analyse aufgezeichnet wird, und grob zu bestimmen, wo das Ergebnis auftritt. Nach Abschluss der Konstruktionsstudie wird ein Graph mit der Netzgröße gegenüber dem Ergebnis angezeigt.

  • Im Dropdown-Feld Ort stehen zwei Ergebnistypen zur Verfügung: Elementknoten und Knoten. Elementknotenergebnisse sind elementbasierte Ergebnisse, bei denen das Ergebnis für jeden Knoten in jedem Element angegeben wird. Daher hat jeder Knoten mehrere Ergebnisse, wenn mehrere Elemente genutzt werden. Dieser Ergebnistyp enthält die Spannungs- und Dehnungsergebnisse. Knotenergebnisse sind knotenbasierte Ergebnisse, bei denen das Ergebnis nur an den Knoten gegeben wird. Dieser Ergebnistyp enthält die Verschiebung und Reaktionskräfte.
  • Wählen Sie den grundlegenden Ergebnistyp, der aufgezeichnet werden soll, im Dropdown-Feld Ausgabeberechnung aus. Die verfügbaren Optionen hängen von der Auswahl in der Dropdown-Liste Ort ab. Über die nächsten beiden Dropdown-Felder kann der grundlegende Ergebnistyp weiter bearbeitet werden. Um beispielsweise die von Mises-Spannung oder maximale Hauptspannung zu erhalten, muss als grundlegender Ergebnistyp in der Ausgabeberechnung der Spannungserweichung ausgewählt werden.
  • Wählen Sie die Operation, die mit den Ergebnissen ausgeführt wird, im Dropdown-Feld Unäre Operatoren aus. Bei diesem Vorgang wird ein Vektorwert (wie ein Spannungstensor) verwendet und ein einzelner Skalarwert ausgegeben (entweder wird eine Komponente aus dem Vektorwert extrahiert, oder es wird eine Berechnung durchgeführt, die einen Skalarwert ergibt. Wenn daher ein skalares Ergebnis in Ausgabeberechnung ausgewählt wird, steht in Unäre Operatoren keine Option zur Verfügung. Wenn der Dehnungstensor oder Spannungstensor ausgewählt ist, ergeben die verfügbaren Operatoren die einzelnen Tensoren, Von Mises, Tresca oder Hauptwerte. Wenn ein Knotenergebnis ausgewählt wird, ergeben die verfügbaren Operatoren eine der X-, Y- oder Z-Komponenten oder die Größe.
  • Den Wert, der aus dem gesamten Modell aufgezeichnet wird, geben Sie im Dropdown-Feld Aggregator an. In der Netzstudie wird ein einzelnes Ergebnis aus dem gesamten Modell für die Analyse aufgezeichnet. Wählen Sie beispielsweise das maximale Ergebnis oder die Summe aller Ergebnisse aus.
Anmerkung: Die Elementknotenergebnisse verwenden ungeglättete Werte. Auf der Seite Ergebnisse: Ergebnisanzeige werden elementbasierte und knotenbasierte Ergebnisse, geglättete und ungeglättete Ergebnisse besprochen.

Durchführen der Netzstudie

Klicken Sie auf die Schaltfläche Fertig stellen im Assistenten, um fortzufahren. Der Assistent zeigt den Fortschritt beim Erstellen des neuen Entwurfsszenarios, der Vernetzung, dem Durchführen der Analyse usw. an. In jedem Prozessschritt werden alle Iterationen ausgeführt, bevor der nächste Schritt begonnen wird. Das heißt, dass alle neuen Entwurfsszenarien zuerst erstellt werden (Statusleiste von 0 bis 100%). Dann werden alle neuen Entwurfsszenarien vernetzt (Statusleiste von 0 bis 100%), und schließlich werden alle neuen Entwurfsszenarien berechnet (Statusleiste von 0 bis 100%), usw.

Anzeigen der Ergebnisse

Wenn die Netzstudie abgeschlossen ist, wird ein Graph mit dem Ergebnis gegenüber der Netzgröße angezeigt. Klicken Sie mit der rechten Maustaste in das Graphfenster zum Ausführen verschiedener Grapherstellungsfunktionen, wie z. B. Anpassen des Layouts, Speichern des Graphen in einem Bild usw. (Der Graph verhält sich wie alle Graphen in der Ergebnisanzeige. Wenn Sie mit dem Anpassen und Exportieren dieser Graphen vertraut sind, können Sie bei den Netzstudiengraphen ebenso vorgehen.)

Außerdem werden die Ergebnisse jeder Analyse im Modell als neue Entwurfsszenarien gespeichert. Öffnen Sie das Modell in Autodesk Simulation, und laden Sie das entsprechende Entwurfsszenario, um die Eingaben und Ergebnisse zu prüfen.

Anzeigen des Ergebnisgraphen

Nachdem Sie eine Netzstudie durchgeführt haben, kann der Ergebnisgraph wie folgt angezeigt werden:

  1. Verwenden Sie Arbeitsplatz, um den Inhalt des Ordners mit dem Modell anzuzeigen.
  2. Verwenden Sie ein anderes Arbeitsplatz-Fenster, um den Inhalt des Autodesk Simulation-Installationsordners anzuzeigen (z. B. C:\Programme\Autodesk\Autodesk Simulation, gefolgt von der Nummer der Softwareversion).
  3. Ziehen Sie die Datei modelname.msw aus dem ersten Fenster, und legen Sie sie auf dem Programm meshstudyviewer.exe im zweiten Fenster ab.

Übergeordnetes Thema: Netzerstellung von CAD-Volumenmodellen