Lösungsprobleme können dann auftreten, wenn sehr lange, dünne Tetraederelemente mithilfe der Volumenvernetzung erstellt werden. Bei der linearen Spannungsanalyse haben diese Elemente ein Volumen von nahezu null oder ein negatives Volumen (durch Abrunden), wodurch Lösungsprobleme entstehen, wie eine negative Jacobimatrix oder eine große Ungenauigkeit der Ergebnisse (verwenden Sie in der Ergebnisanzeige den Befehl Ergebniskonturen
Spannung und Strom Stromflussgenauigkeit).
Bei der nichtlinearen Spannungsanalyse können aufgrund von verformten Elementen Warnmeldungen ausgegeben werden, wie z. B. ** Warnung: verformtes Element 2456 in Bauteil 2: Integrität bleibt erhalten.
Sehen Sie sich die Volumennetzstatistik unten an. (Wechseln Sie von der FEM-Editor-Umgebung zu Netz NetzNetzergebnisse anzeigen, und sehen Sie sich die Bauteilinformationen an. Die Statistik für das zuletzt erzeugte Volumennetz ist auch in der ds.hlg-Datei enthalten und kann in der Ausgabeleiste angezeigt werden.) Nach der allgemeinen Zusammenfassung werden für jede Statistikzeile Spalten der Nummern angezeigt. Diese beziehen sich, von links nach rechts gelesen, auf die Tetraederelemente (4 Knoten), Pyramidenelemente (5 Knoten), Keilelemente (6 Knoten) und Quaderelemente (8 Knoten). Das Jacobimatrix-Problem tritt auf, wenn das maximale Längenverhältnis relativ groß ist. Dies ist normalerweise bei den Elementen mit vier Knoten der Fall.
| Netztyp | Kombination aus Quadern, Keilen, Pyramiden und Tetraedern |
|---|---|
| Vollständig geschlossen | Ja |
| Netz hat Mikrolöcher | Nein |
| Knoten insgesamt | 966 |
| Volumen | 136.799506 in3 |
| Elemente insgesamt | 1511 |
| Tetraeder | Pyramiden | Keile | Quader | |
|---|---|---|---|---|
| Elemente | 744 | 384 | 140 | 243 |
| Volumen % | 10,96 | 12,33 | 9,31 | 67,38 |
| Max. Längenverhältnis | 105,2 | 44,6 | 5,4 | 2,3 |
| Durchschnittl. Längenverhältnis | 5,9 | 4,1 | 3 | 1,5 |
| Durchschnittl. Größenverhältnis | 1,3 | 1,4 | 1,2 | 1 |
| Nicht bestimmtes Seitenverhältnis | 3,1 | 3,2 | 1,3 | 1,1 |
Im obigen Beispiel wurden 243 Quaderelemente, 140 Keilelemente, 384 Pyramidenelemente und 744 Tetraederelemente erstellt. Für das maximale Längenverhältnis wurde für die Quaderelemente 2.3 und für die Tetraederelemente 105.2 verwendet.
Im Allgemeinen gibt es keine Richtlinie für das maximale, akzeptable Längenverhältnis. Jedes Modell ist anders, daher kann ein Wert von 10000 in einigen Fälle annehmbar sein, während in anderen Modelle wesentlich niedrigere Werte bereits zu Problemen führen.
Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, um das Problem des Längenverhältnisses zu entschärfen. Wenn bei der Vernetzung des Bauteils die Mikroloch-Option nicht verwendet wurde, kann man diese Option aktivieren. Dadurch werden die dünnen Elementen mit großen Längenverhältniswerten entfernt. (Anregungen finden Sie auf der Seite Auswirkungen von Mikrolöchern auf Volumennetze.) Wählen Sie in der FEM-Editor-Umgebung das bzw. die Bauteil(e) aus, die erneut vernetzt werden sollen, klicken Sie mit der rechten Maustaste, und wählen Sie Volumennetz erzeugen Optionen Mikrolöcher erlauben. Erstellen Sie anschließend das Volumennetz, und führen Sie die Analyse mit dem verbesserten Netz durch. (Sie können auch über Netz Netz Volumennetz erzeugen auf das Volumennetz-Dialogfeld zugreifen. Zunächst müssen Sie jedoch die zu vernetzenden Bauteile auswählen.)
Die nächste Möglichkeit besteht darin, das Volumennetz mit dem maximalen Seitenverhältnis neu zu erstellen. Ziel ist es, den Wert zu verringern, bei dem das Volumennetz kein vollständiges Netz mehr erstellen kann oder bei dem der Volumennetzerzeuger das von Ihnen festgelegte Verhältnis nicht erreichen kann. Sie können den Volumennetzerzeuger also ausführen und das Seitenverhältnis halbieren (50, 25 usw.), bis Sie den Grenzwert erreichen. Wählen Sie in der FEM-Editor-Umgebung das bzw. die Bauteil(e) aus, die vernetzt werden sollen, klicken Sie mit der rechten Maustaste, und wählen Sie VernetzungsoptionenVolumennetz erzeugen Qualität. (Eine Beschreibung der Eingabe finden Sie unter Steuern des Seitenverhältnisses auf der Seite Volumenkörper.) Erstellen Sie anschließend das Volumennetz, und führen Sie die Analyse mit dem verbesserten Netz durch.
Überprüfen Sie nach jeder Volumennetzerstellung die Protokolldatei. Wenn der Volumennetzerzeuger das Volumen mit den von Ihnen angegebenen Parametern nicht vollständig füllen kann, wird eine Fehlermeldung angezeigt. Der folgende Abschnitt enthält einen Auszug aus einer Protokolldatei.
TYPE OF OPERATION: Meshing only surface defined by part 4 Generating bricks, wedges, pyramids and tetrahedra elements Keeping maximum aspect ratio below 10.0 ERROR NUMBER 300: Cannot continue meshing solid; yet, solid is unfilled. FINAL STATISTICS: Still have: 4 nodes; 6 lines; 4 triangles Elements built (4,5,6,8 noded): 1953 (1153, 482, 73, 245 )
Wenn das Modell sich also nicht in der Nähe des Ursprungs befindet, können durch Abrundungsfehler in den Knotenkoordinaten verformte Elemente entstehen. Wenn die Koordinaten des Modells Tausenderwerte haben, dann kann die Lösung darin bestehen, das CAD-Modell näher zum Ursprung zu verschieben. (Im Idealfall sollte das Modell am Ursprung zentriert sein.) Dafür muss das gesamte Modell importiert und neu vernetzt werden.
Falls das Jacobimatrix-Problem weiterhin auftritt, muss das Flächennetz geändert werden, um ein anderes Volumennetz zu erzeugen.