Tetraederelemente

Dreidimensionale elektrostatische Tetraederelemente sind isoparametrische oder subparametrische gekrümmte Tetraeder mit 4 oder 10 Knoten im dreidimensionalen Raum. Ob diese Elemente sich wie Leiter (resistives Material) oder Dielektrika (Isolatoren) verhalten, wird durch den ausgewählten elektrostatischen Analysetyp bestimmt (elektrostatische Feldstärke und Spannung oder elektrostatischer Strom und Spannung). Dreidimensionale elektrostatische Elemente dienen zur Modellierung von Einrichtungen wie Sicherungen, Übertragungsleitungen oder Porzellanisolatoren.

Parameter für Tetraederelemente

Bei Verwendung von Tetraederelementen müssen Sie unter Materialmodell das Materialmodell für dieses Bauteil angeben. Wenn Sie die Materialeigenschaften in allen Richtungen identisch sind, wählen Sie Isotrop aus. Wenn sich die Materialeigenschaften entlang von drei orthogonalen Achsen oder mit der Temperatur ändern, wählen Sie Orthotrop aus. Wenn sich die Materialeigenschaften mit der Temperatur ändern, wählen Sie entweder Temperaturabhängig isotrop oder Temperaturabhängig orthotrop aus.

Um für die Tetraederelemente in diesem Bauteil die mittleren Knoten zu aktivieren, wählen Sie unter Mittlere Knoten die Option Einbezogen aus. Bei Aktivierung dieser Option weisen die Ziegelelemente zusätzliche Knoten an den Mittelpunkten jeder Kante auf. (Bei Netzen von CAD-Volumenkörpermodellen folgen mittlere Knoten der ursprünglichen Krümmung der CAD-Oberfläche, abhängig von der gewählten Option, bevor das Netz erstellt wurde. Bei handgefertigten Modellen und geänderten CAD-Modellnetzen befindet sich der mittlere Knoten in der Mitte zwischen Eckknoten.) Dadurch wird ein Tetraederelement mit 4 Knoten in ein Tetraederelement mit 10 Knoten geändert. Durch ein Element mit mittleren Knoten werden die Verläufe präziser berechnet. Elemente mit mittleren Knoten verlängern die Verarbeitungszeit. Wenn das Netz ausreichend klein ist, wird mit den Mittelknoten u. U. kein wesentlich genaueres Ergebnis erzielt.

Ausrichtung von Tetraederelementen

Wenn das Bauteil aus Tetraederelementen ein orthotropes Materialmodell verwendet, definieren Sie im Dialogfeld Elementdefinition auf der Registerkarte Ausrichtung die Ausrichtung der Materialachsen 1, 2 und 3.

Die Materialachsen für Tetraederelemente befinden sich auf den Achsen R, S und T. Diese Achsen werden definiert, indem Sie drei Knoten in den Feldern Ausrichtung Knoten 1, Ausrichtung Knoten 2 und Ausrichtung Knoten 3 angeben. Überprüfen Sie zunächst das Modell in der Ergebnisanzeige, um die Knotennummern zu bestimmen.

• Die R-Achse ist als der Vektor von Ausrichtung Knoten 1 zu Ausrichtung Knoten 2 definiert.
• Die S-Achse ist senkrecht zur R-Achse, liegt in der durch die Knoten 1, 2 und 3 gebildeten Ebene und befindet sich auf der gleichen Seite des R-Vektors wie Ausrichtung Knoten 3.
• Die T-Achse ist das Kreuzprodukt der Achsen R und S.

Abbildung 1: Ausrichtung der Materialachsen

So verwenden Sie Tetraederelemente

1. Stellen Sie sicher, dass ein Einheitensystem definiert ist.
2. Stellen Sie sicher, dass das Modell einen thermischen Analysetyp verwendet.
3. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Überschrift Elementtyp für das Bauteil, das Sie als Tetraederelement definieren möchten.
4. Wählen Sie den Befehl Tetraeder aus.
5. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf Elementdefinition, und wählen Sie Elementdefinition bearbeiten aus.
6. Wählen Sie unter Materialmodell das entsprechende Materialmodell für dieses Bauteil aus.
7. Wenn Sie Orthotrop oder Temperaturabhängig orthotrop unter Materialmodell auf der Registerkarte Ausrichtung ausgewählt haben, legen Sie die Knoten fest, um die Materialachsen zu definieren.
8. Klicken Sie auf OK.