Ein starres Element verbindet zwei Knoten eines Modells oder überträgt eine Last aus einem Bauteil, das sich nicht im Modell befindet, oder simuliert eine Begrenzung, die nicht modelliert wird.
Das starre Element besteht aus zwei Knoten. Die einzelnen starren Elemente können eine unbegrenzte Anzahl von Elementen enthalten. Jedoch müssen alle starren Elemente in einem bestimmten Bauteil einen einzelnen Knoten gemeinsam nutzen. Dieser gemeinsame Knoten wird während der Analyse als Hauptknoten behandelt. Siehe die Beispiele in der folgenden Abbildung.
Dem starren Element ist ein einzelner Steifigkeitswert zugewiesen, der auf einen oder mehrere Freiheitsgrade angewendet wird.
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| Falsch. Starre Elemente werden zum Verbinden von zwei Klammern einer größeren Baugruppe genutzt. Die starren Elemente (Bauteil 2, P2 in der Abbildung) sind in diesem Beispiel falsch. Die Elemente innerhalb des Bauteils nutzen keinen gemeinsamen Knoten gemeinsam. Die einzelnen starren Elemente innerhalb eines Bauteils müssen mit einem Knoten verbunden sein, um die entsprechende Geometrie zu erstellen. (Klammern dargestellt mit Transparenz, um die starren Elemente deutlicher anzuzeigen.) | Korrekt. Die einzelnen starren Elemente in jedem Bauteil nutzen einen gemeinsamen Knoten. In Bauteil 2 (P2) sind alle starren Elemente an einem Knoten in der Mitte verbunden. Bauteil 4 (p4) auf die gleiche Weise. Bauteil 3 (P3) verbindet die beiden Seiten und kann entweder ein oder zwei Elemente sein (gemeinsamer Knoten in der Mitte). Bauteil 3 kann nicht in drei Elemente unterteilt werden, da Sie keinen gemeinsamen Knoten haben. |
| Falsche und korrekte starre Elemente | |
Verwendung von Elementen
- Zwei Bauteile sind miteinander über eine starre Verbindung verbunden.
- Um den Effekt eines Bauteils zu modellieren, das als Abhängigkeit im Modell ohne Modellierung des gesamten Bauteils dient.
Parameter von starren Elementen
Bei Verwendung von starren Elementen definieren Sie zuerst die Steifigkeit der starren Elemente im Feld Steifigkeit des Dialogfelds Elementdefinition. Die Verformung oder Drehung des Elements wird berechnet, indem die interne Kraft oder das Drehmoment durch diesen Wert dividiert wird. Einheiten für die Steifigkeit werden nicht angezeigt, und der Wert wird nicht anhand der Anzeigeeinheiten umgewandelt Für ein echtes starres Element kann der gleiche numerische Wert auf axiale Steifigkeit (Karft/Länge) und Rotationssteifigkeit (Kraft*Länge/radian) angewendet werden.
Geben Sie in einem zweiten Schritt den Freiheitsgrad ein, mit dem die Steifigkeit im Abschnitt Komponenten-DOF angewendet wird, indem Sie das entsprechende Kontrollkästchen aktivieren. Die Lasten (Kräfte und Momente) werden nur in die gewünschten Richtungen übertragen, wobei Tx Ty Tz Kräfte in den X-, Y- und Z-Richtungen erstellt. Rx Ry Rz erstellt Momente über die X-, Y- und Z-Richtungen. Der Elementtyp, mit dem das starre Element verbunden ist, muss den gleichen Freiheitsgrad für die Lasten aufweisen, die übertragen werden sollen.
So verwenden Sie starre Elemente
- Vergewissern Sie sich, dass ein Einheitensystem definiert ist.
- Vergewissern Sie sich, dass das Modell einen Strukturanalysetyp verwendet.
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Überschrift Elementtyp für das Bauteil, das ein starres Element sein soll.
- Klicken Sie auf den Befehl Starr.
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Überschrift Elementdefinition.
- Wählen Sie den Befehl Elementdefinition bearbeiten.
- Geben Sie die Federsteifigkeit des Elements im Feld Steifigkeit ein.
- Aktivieren Sie die Kontrollkästchen für die Freiheitsgrade, mit denen dieses starre Element im Abschnitt Komponenten-DOF aktiv wird.
- Klicken Sie auf OK.