Vernetzung

Erstellen Sie ein gutes Oberflächennetz, da es die Qualität des Volumennetzes steuert.

Grundlagen der Vernetzung

1. Öffnen Sie das Volumenmodell.
2. Wählen Sie im Dialogfeld Netzeinstellungen des Modells im Bereich Netztyp für das Modell die geeignete Option.  Beachten Sie, dass der Netztyp per Vorgabe beim Importieren von CAD-Volumenkörperdaten automatisch auf Volumenkörper und beim Importieren von CAD-Flächendaten automatisch auf Platte/Hülle festgelegt wird. Es ist auch möglich, den Netztyp auf Bauteilbasis zu definieren, wobei die globale Einstellung überschrieben wird (siehe den Abschnitt Allgemeine Tipps weiter unten).
   • Wählen Sie Volumen, wenn das Modell mit Ziegelelementen analysiert wird.
   • Wählen Sie Mittelebene, wenn das Modell ein 3D-Volumenmodell ist, aber mithilfe von Platten- und Schalenelementen analysiert wird. Der Festkörper wird an der Mittelebene auf Plattenelemente reduziert.
   • Wählen Sie Platte/Schale, wenn das Modell bereits nur aus Oberflächen besteht und als Platten- und Schalenelemente analysiert wird.
   • Wenn das Bauteil ein Dichtungselementtyp (nichtlineare Spannungsanalyse) ist, klicken Sie im Browser (Strukturansicht) auf das Bauteil und legen den Elementtyp auf 3D-Dichtung fest.
3. Klicken Sie auf Vernetzen. (Oder verwenden Sie Netz Netz 3D-Netz erzeugen.)
4. Wenn die Vernetzung abgeschlossen ist, klicken Sie auf Ja, um die Ergebnisse der Vernetzung anzuzeigen.

Wenn die Ergebnisse nicht akzeptabel sind, passen Sie die Netzgröße mit einer der folgenden Methoden an:

• Bewegen Sie im Dialogfeld Netz Netz 3D-Netzeinstellungen den Schieber für die Netzgröße in Richtung Grob oder Fein, und klicken Sie erneut auf Vernetzen, um ein neues Netz zu erstellen.
• Wenn ein feineres Netz um eng nebeneinander liegenden Elementen erforderlich ist, wählen Sie den Befehl Netz Verfeinerungspunkte Automatisch.
• Bewegen Sie den Schieber an die gewünschte Position, und klicken Sie auf Erzeugen. Dem Modell werden schwarze Verfeinerungspunkte hinzugefügt. Bewegen Sie den Schieber, und klicken Sie erneut auf Erzeugen, um die Anzahl der Verfeinerungspunkte zu ändern. Klicken Sie auf Fertig, wenn die gewünschte Anzahl von Verfeinerungspunkten erstellt wurde. Verwenden Sie den Befehl Netz Netz 3D-Netz erzeugen, um ein neues Netz zu erstellen.

Die Vernetzung eines CAD-Modells umfasst zwei oder drei Schritte, wenn Sie ein Volumennetz erzeugen. Zuerst wird die Oberfläche des CAD-Modells vernetzt (die Flächenvernetzung wird für Bauteil n im Dialogfeld mit dem Fortschrittstatus veranschaulicht). Nachdem die Flächenvernetzung für alle Bauteile abgeschlossen ist, wird das Flächennetz geprüft, um sicherzustellen, dass die Vernetzung für jedes Bauteil ordnungsgemäß durchgeführt wurde, sodass das Netz an jeder Fläche mit dem Netz an der angrenzenden Fläche übereinstimmt und ein vollständig geschlossener Volumenkörper erstellt wurde (Prüfe Flächennetz für Bauteil n). Als Letztes wird das Volumennetz erstellt, und jedes Bauteil wird mit Volumenelementen aufgefüllt (Volumenvernetzung Bauteil n). Abhängig davon, welche Option unter Netz Netz 3D-Netzeinstellungen Optionen Modell ausgewählt wurde, kann das Volumennetz bis zum Start der Analyse verzögert werden oder sofort nach der Flächenvernetzung durchgeführt werden.

Anmerkung: In einer Baugruppe mit mehreren Bauteilen werden die Bauteile in der Reihenfolge vom kleinsten zum größten Volumen der Randbox (Gesamtabmessungen) jedes Bauteils vernetzt. Die Vernetzung erfolgt nicht in numerischer Reihenfolge. Daher kann der Informationsbereich im Dialogfeld Vernetzungsfortschritt anzeigen, dass die Flächenvernetzung für Bauteil 101 durchgeführt wird, während der Fortschrittstatus Bauteil 5 von 314 angibt.

Wenn im Modell Lasten oder Randbedingungen vorhanden sind und das Modell neu vernetzt wird, tritt Folgendes auf:

• Auf die Außenfläche bezogene Lasten und Bedingungen werden beibehalten.
• Lasten und Randbedingungen an Kanten werden beibehalten.
• Lasten und Randbedingungen an Knoten müssen auf das Modell neu angewendet werden.

Wichtig

Nach dem Erstellen des Netzes können Sie die Attribute der Linien (Bauteile, Flächen und Schicht) an die spezifischen Anforderungen anpassen. Es kann beispielsweise vorteilhaft sein, mehrere Flächen in einer Flächennummer zusammenzufassen, um die Anwendung und Änderung einer Last zu vereinfachen. Beachten Sie, dass bei einer Neuvernetzung des CAD-Bauteils einige manuelle Änderungen überschrieben werden und andere beibehalten werden. Im Einzelnen:

• Wenn die Linien in eine andere Bauteilnummer (kein CAD-Bauteil) geändert werden, bleiben die geänderten Linien erhalten, wenn das CAD-Bauteil neu vernetzt wird.
• Wenn die Linien in eine andere Flächennummer in demselben Bauteil geändert werden, gilt Folgendes:
  • Wenn die Linien einer Flächennummer zugewiesen werden, die im CAD-Bauteil nicht vorhanden ist, bleiben die geänderten Linien erhalten, wenn das CAD-Bauteil neu vernetzt wird. Achten Sie darauf, dass die geänderten Linien zu keinem Konflikt im CAD-Modell führen. Es kann deshalb notwendig sein, die geänderten Linien manuell auszuwählen und zu löschen.
  • Wenn die Linien einer Flächennummer zugewiesen werden, die im CAD-Bauteil vorhanden ist, werden die geänderten Linien überschrieben, wenn das CAD-Bauteil neu vernetzt wird.
• Wenn die Linien in eine andere Schichtnummer in demselben Bauteil geändert werden, werden die geänderten Linien überschrieben, wenn das CAD-Bauteil neu vernetzt wird.

Neben den oben beschriebenen Schritten können in anderen Situationen zusätzliche Schritte erforderlich sein. In diesem Abschnitt werden einige der gebräuchlichsten erweiterten Funktionen für die Vernetzung von CAD-Volumenmodellen vorgestellt (in keiner bestimmten Reihenfolge).

Allgemeine Tipps

• In einer Baugruppe mit mehreren Bauteilen werden mit dem Befehl Netz erzeugenalle der aktivierten Bauteile vernetzt. Dadurch wird sichergestellt, dass die Netze alle zugehörigen Bauteile einbeziehen. In dem ungewöhnlichen Fall, dass nicht das gesamte Modell vernetzt werden soll und eine Anpassung des Netzes nicht erforderlich ist, deaktivieren Sie alle Bauteile, die nicht vernetzt werden sollen (wählen Sie ein Bauteil aus, klicken Sie mit der rechten Maustaste darauf, und wählen Sie Ausschalten). Alle vorhandenen Netze der deaktivierten Bauteilen werden nicht geändert.
• In einigen Fällen ist ein Knoten an einer bestimmten Position erforderlich. Fügen Sie zu diesem Zweck einen Konstruktionspunkt hinzu (zuvor als Kontrollpunkt bezeichnet). Nachdem Sie ein Ausgangsflächennetz erzeugt haben, wählen Sie einen Knoten aus, der sich im Bereich des gewünschten Konstruktionspunkts befindet und dessen Position in Bezug auf den Konstruktionspunkt bekannt ist ( Auswahl Auswählen Knoten ), klicken Sie mit der rechten Maustaste, und wählen Sie Hinzufügen Konstruktionspunkte. Geben Sie den Offset DX DY DZ aus dem ausgewählten Knoten für die Konstruktionsknoten ein. Weitere Informationen finden Sie auch auf der Seite Konstruktionspunkte: Kontrollpunkte.
• Wenn Sie mit einer Baugruppe mit mehreren Bauteilen arbeiten und für unterschiedliche Bauteile (z. B. Ziegel- und Plattenelemente) unterschiedliche Netzarten verwenden möchten, klicken Sie im Browser mit der rechten Maustaste auf ein Bauteil (oder wählen Sie ein Bauteil aus und klicken im Anzeigebereich mit der rechten Maustaste auf das Bauteil) und wählen den Befehl CAD-Vernetzungsoptionen Bauteil. Dadurch wird ein Fenster geöffnet, das mit dem Fenster identisch ist, auf das Sie über Netz Netz 3D-Netzeinstellungen zugreifen, aber diese Netzeinstellungen werden nur auf das ausgewählte Bauteil bzw. die ausgewählten Bauteile angewendet. Wählen Sie dann den gewünschten Netztyp.
  Anmerkung: Beim Importieren einer CAD-Baugruppe mit einer Mischung aus Volumenkörper- und Flächenbauteilen wird der globale Netztyp basierend auf dem häufiger vorkommenden Bauteiltyp festgelegt: Volumenkörper bei einer Mehrheit von CAD-Volumenkörper-Bauteilen und Platte/Hülle bei einer Mehrheit von CAD-Flächenbauteilen. Der Netztyp für den weniger häufig vorkommenden Bauteiltyp wird auf Bauteilbasis definiert, wobei die globalen Einstellungen durch Bauteil-Netzeinstellungen überschrieben werden.

Netzgröße

• Mit dem Schieber im Fenster Netzeinstellungen des Modells können Sie die Netzgröße auf einen willkürlichen Prozentsatz festlegen. Wenn Sie darüber hinaus auf die Schaltfläche Optionen klicken und Netzgröße: Typ auf Absolute Netzgröße festlegen, können Sie die Netzgröße als reale Bemaßung eingeben.
• Wenn Sie mit einer Baugruppe mit mehreren Bauteilen arbeiten, können Sie nicht unterschiedliche Netzgrößen für die einzelnen Bauteile verwenden. Klicken Sie mit der rechten Maustaste im Browser auf ein Bauteil (oder wählen Sie im Anzeigebereich ein Bauteil aus, und klicken Sie mit der rechten Maustaste auf das Bauteil), und wählen Sie den Befehl CAD-Vernetzungsoptionen Bauteil. Dadurch wird ein Fenster geöffnet, das mit dem Fenster identisch ist, auf das Sie über Netz Netz 3D-Netzeinstellungen zugreifen, aber diese Netzeinstellungen werden nur auf das ausgewählte Bauteil bzw. die ausgewählten Bauteile angewendet. Wenn Sie Bauteilvernetzungseinstellungen für einige Bauteile im Modell angegeben haben und das gesamte Modell gemäß den Modellvernetzungseinstellungen vernetzen möchten, verwenden Sie den Befehl Netz Netz Alle Bauteile verwenden Modelleinstellungen. Wenn Sie Bauteilvernetzungseinstellungen für einige Bauteile im Modell angegeben haben und eines dieser Bauteile gemäß den Modellvernetzungseinstellungen vernetzen möchten, klicken Sie im Browser mit der rechten Maustaste auf das Bauteil (oder wählen Sie im Anzeigebereich ein Bauteil aus und klicken mit der rechten Maustaste auf das Bauteil) und verwenden den Befehl CAD-Vernetzungsoptionen Modell.
  Anmerkung: Wenn ein Bauteil den Bauteilvernetzungseinstellungen zugewiesen ist, ändert sich das Symbol in der Strukturansicht von (Modellvernetzungseinstellungen) in .

  Wenn Sie die Option Automatische geometriebasierende Netzgrößenfunktion anwenden (festgelegt unter Netz Netz 3D-Netzeinstellungen Optionen Modell) verwenden, ist die Größe des erstellten Netzes in jedem Bauteil anders (abhängig von der physischen Größe des Bauteils), wenn Sie Prozent von Autolänge verwenden. Verwenden Sie die Bauteilvernetzungseinstellungen, um die Netzgröße der einzelnen Bauteile in größerem Umfang zu steuern.

• Neben den oben beschriebenen automatischen Funktionen für Verfeinerungspunkte können mit diesen Methoden anwenderdefinierte Verfeinerungspunkte erstellt werden. Siehe auch die Seite Verfeinerungspunkte.
  • Nachdem Sie ein Ausgangsflächennetz erstellt haben, wählen Sie Knoten aus (Auswahl Auswählen Knoten), klicken Sie mit der rechten Maustaste darauf, und wählen Sie Hinzufügen Verfeinerungspunkte. Geben Sie die Größe des verfeinerten Netzes und den Radius um den Verfeinerungspunkt an, in dem das Netz verfeinert werden soll.
  • Wenn die Koordinaten des gewünschten Verfeinerungspunktes bekannt sind, können die Verfeinerungspunkte vor der Vernetzung des Modells hinzugefügt werden, indem Sie Netz Verfeinerungspunkte Angeben wählen.
• Kleine Elemente um geschwungene Objekte können erstellt werden, indem Sie die Parameter auf der Registerkarte Optionen im Bereich Kanten-Kurvenverfeinerung im Dialogfeld Netz Netz 3D-Netzeinstellungen Optionen Fläche anpassen. (Weitere Informationen finden Sie unter Netzeinstellungen des Modells: Fläche).

Kontakt- und Netzabstimmung zwischen Bauteilen

• Wenn Sie Baugruppen vernetzen, bei denen die Netze alle zugehörigen Bauteile einbeziehen müssen (sodass eine Last von einem Bauteil auf ein anderes übertragen werden kann), verwenden Sie ungefähr (wenn nicht genau) die gleiche Netzgröße für alle Bauteile. Dadurch wird eine gute Übereinstimmung zwischen den Netzen dieser Bauteile sichergestellt.
• Kleine Lücken zwischen Bauteilen, ob beabsichtigt oder unbeabsichtigt, können unerwartete Folgen haben. Durch unbeabsichtigte Lücken wird möglicherweise verhindert, dass die Netze alle zugehörigen Bauteile einbeziehen. (Beachten Sie, dass alle Zahlen einer Abrundung unterliegen, sodass auch in einem perfekten CAD-Modell eine mathematische Lücke zwischen Bauteilen vorkommen kann.) Es ist auch möglich, dass bei der Vernetzung eines Modells ein kleiner beabsichtigter Spalt zwischen Bauteilen entfernt wird, d. h., dass Bauteile gestreckt werden, bis sie andere Bauteile berühren. Wie weit ein Netz gedehnt werden kann, wird durch die Netzabstimmungstoleranz gesteuert. Weitere Informationen finden Sie unter Netzeinstellungen des Modells: Modell.
• Das Netz um den Umfang der Stelle, an der zwei Bauteile zusammentreffen, ist möglicherweise glatter, wenn die Bauteile geteilt sind, wenn das CAD-Volumenmodell in Autodesk Simulation geöffnet wird. Weitere Informationen finden Sie unter Flächenteilung.
• Der Typ des Kontakts zwischen zwei zugehörigen Bauteilen kann über den Eintrag Kontakt im unteren Bereich des Browsers festgelegt werden. Mit diesem Eintrag im Browser kann der Kontakt für das gesamte Modell festgelegt werden. Alternativ kann der Kontakt zwischen zwei Bauteilen, oder sogar zwischen einzelnen Flächen, festgelegt werden, indem Sie die Elemente auswählen, mit der rechten Maustaste darauf klicken und Kontakt auswählen. Welche Kontakttypen verfügbar sind, hängt vom Analysetyp ab. Weitere Informationen finden Sie auch auf der Seite Erstellen von Kontaktpaaren.
• Wenn Sie eine Mechanische Ereignissimulator (MES)-Analyse mit Kontakt zwischen Flächen durchführen, und sich die Bauteile am Anfang berühren, sich aber später verschieben oder trennen, sollte die Anpassung der Netze wenn möglich nicht an den Flächen erfolgen, die sich berühren. Diese Bedingung kann die Konvergenz beeinträchtigen (längere Ausführungszeit). Um die Anpassung der Netze zu verhindern, wählen Sie im Dialogfeld Netzeinstellungen des Modells die Option Bauteilanpassung verhindern. (Siehe Seite Übersicht über Vernetzung: Vernetzung von CAD-Volumenkörpermodellen: Netzeinstellungen des Modells: Modell.) Wenn sich die Bauteile jedoch zunächst berühren und die Verschiebung vernachlässigbar ist, können die Netze angepasst werden. Geben Sie in dem Fall Punkt-zu-Punkt als Kontakttyp an.

Volumenvernetzung

• Bei der Erzeugung eines Volumennetzes gibt es zahlreiche Optionen für den Typ des Volumennetzes (Hybrid aus Ziegeln, nur Tetraeder usw.). Klicken Sie im Dialogfeld Netz Netz 3D-Netzeinstellungen auf die Schaltfläche Optionen, und klicken Sie dann auf Volumen, um auf der Registerkarte Allgemein die Volumennetztypen anzuzeigen. Weitere Informationen finden Sie auch auf der Seite Netzeinstellungen des Modells: Volumenkörper.

Dünne Bauteile

• Bei einem dünnen Bauteil (1 Element entspricht der gesamten Dicke) verwenden Sie die Option Mittelebene, um ein Plattennetz statt eines Ziegelnetzes zu erzeugen. (In Plattenelementen wird die Biegung genauer behandelt als bei einem Ziegelelement durch die Dicke.) Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung der Option Quader und Prismen (mehrere dünne Lagen) für ein Volumennetz. Mit dieser Option wird ein Volumennetz mit einer anwenderdefinierten Anzahl von Ziegelelementen durch die Dicke erstellt. Weitere Informationen finden Sie auch auf der Seite Netzeinstellungen des Modells: Volumenkörper.

Modelle, die in ein anderes FEM-Programm für Strömungsanalysen exportiert werden müssen

• Wenn Sie planen, Ihr Netz für die Strömungsanalyse in eine andere FEM-Anwendung zu exportieren, beachten Sie, dass das Fluidvolumen vernetzt werden muss. Wenn das CAD-Modell nur aus Volumenkörpern besteht (z. B. einem Ventil oder Pumpengehäuse), können Sie das Fluidvolumen innerhalb von Inventor Fusion oder einem anderen Volumenkörpermodellierungspaket generieren.
• Fluidmodelle erfordern häufig in der Nähe der Wand ein feineres Netz als in der Mitte des Volumenkörpers, damit die Wandeffekte erfasst werden. Erstellen Sie mit der Option Tetraeder und Prismen (Außenschicht) eine dünne Schicht mit Elementen an der Wand. Weitere Informationen finden Sie im Abschnitt Steuern der Außenflächennetze auf der Seite Netzeinstellungen des Modells: Volumenkörper.
• Wenn die Außenflächenvernetzung nicht verwendet wird, wird für neue Fluidmodelle standardmäßig Nur Tetraeder für den Volumennetztyp festgelegt. Mit dieser Option erhalten Sie die besten Ergebnisse für Fluidmodelle. (In der Multiphysics-Analyse wird der Netztyp Nur Tetraeder für alle Bauteile verwendet, sodass die Flächen zwischen den Fluidbauteilen und den Volumenkörper-Bauteile übereinstimmen.) Weitere Informationen finden Sie im Abschnitt Auswählen eines Netztyps auf der Seite Netzeinstellungen des Modells: Volumenkörper. (Der Volumennetztyp für vorhandene Modelle wird nicht in Nur Tetraeder geändert, wenn das Modell neu vernetzt wird.)

Dichtungsmaterialien

• Wenn ein Bauteil des Modells als Dichtung vorgesehen ist, legen Sie den Elementtyp auf 3D-Dichtung fest, bevor Sie das Netz erstellen. Dadurch wird bei der Netzerzeugung nur ein Element durch die Dicke erzeugt. Das ist eine Voraussetzung für Dichtungselemente. Weitere Informationen finden Sie auch unter 3D-Dichtungselemente .

  Wenn ein Bauteil den Vernetzungseinstellungen für Dichtungen zugewiesen wird, ändert sich das Symbol in der Strukturansicht in ein Symbol für Bauteilvernetzungseinstellungen. Um auf die Einstellungen für Dichtungen zuzugreifen, können Sie auch das Bauteil auswählen, mit der rechten Maustaste darauf klicken und Vernetzungsoptionen Bauteil Optionen Volumen Dichtung auswählen.