Unterstützung von 3D-Federn

Eine 3D-Federunterstützung kann auf Knoten, Kanten oder Flächen eines Modells angewendet werden.

Was ist eine 3D-Federunterstützung?

• 3D-Federunterstützungen an Kanten oder Flächen werden auf jedes elastische Knotenfederelement an der Kante oder Fläche angewendet.
• 3D-Federunterstützungen wenden eine Steifheit auf einen Knoten an, um einer Translation oder Drehung in bzw. um eine globale Richtung einen Widerstand entgegenzusetzen. Ein neuer Knoten wird dem Modell hinzugefügt. Der angegebene Freiheitsgrad ist an diesem neuen Knoten beschränkt. Es wird ein Element zwischen diesem Knoten und dem Knoten im Modell erstellt, auf das die 3D-Federunterstützung angewendet wird. Dieses Element verläuft entlang der Hauptachse, die der 3D-Federunterstützung zugewiesen wird. Dieses Element verhält sich je nach Typ des Begrenzungselements (Translation oder Drehung) wie eine Translations- oder Torsionsfeder. Der Steifheitswert bezieht sich auf die Steifigkeit dieser Feder. Die Größe der Translation oder Drehung des Knotens im Modell hängt von diesem Wert ab. Eine hohe Steifikgeit erlaubt nur sehr wenig oder keine Bewegung des Knotens. Eine niedrige Steifigkeit ermöglicht es dem Knoten, sich viel zu bewegen.
• Sie können die Translation oder Drehung in allen drei globalen Richtungen im gleichen Dialogfeld beheben und in einer einzelnen Anwendung der Abhängigkeit. Ein separates Federelement wird auf den Modellknoten für jede aktivierte Richtung angewendet. Wenn Sie beispielsweise eine translatorische 3D-Federunterstützung erstellen und die Kontrollkästchen für X und Y im AbschnittEingeschränkt aktivieren, werden zwei Federunterstützungen an Knoten erstellt. Eine wirkt entlang der X-Richtung und die zweite entlang der Y-Richtung.
• Sie können die Kraft oder das Moment in der 3D-Federunterstützung an Knoten anzeigen, die auf der Federgleichung F = kX basiert. Je größer die Verschiebung, desto größer die Federkraft. Verwenden Sie in der Ergebnisanzeige das Pullout-Menü Lineare Ergebnisse. Jeder Freiheitsgrad, der mit einer 3D-Federunterstützung an Knoten beschränkt ist, wird mit einem separaten Federelement an Knoten dargestellt. Deshalb werden die Kräfte und Momente, aufteilt in globale X-, Y- und Z-Komponenten dargestellt.

Tipp: 3D-Federunterstützungen sind eine einfache Möglichkeit, eine statische Stabilität in einem Modell anzubieten, das andernfalls keine physischen Beschränkungen aufweist. Drei Knoten, die nicht in einer geraden Linie in der x-, y- und z-Translation beschränkt sind, halten das Modell von der Festkörpertranslation und -drehung ab. Da die Federunterstützungen das Modell am Boden befestigen, legen Sie die Steifigkeit auf einen kleinen Wert fest, sodass eine minimale Last über die Federn übertragen wird. Eine entsprechende Steifigkeit kann geschätzt werden, indem Sie sich daran erinnern, dass die Steifigkeit K = Kraft/Verschiebung ist. Wenn es angebracht ist, 10 lbs der Last über die Federn zu übertragen und erwartet werden kann, dass die Knoten 0.01 Zoll ausschlagen, kann eine kleine Steifigkeit so groß sein wie 1000 lb/inch. Das Erzielen einer statischen Stabilität (oder eines Gleichgewichts) ist entscheidend, ohne dass Reaktionskräfte an den 3D-Federunterstützungen erzeugt werden, die groß genug sind, um die Ergebnisse maßgeblich zu verfälschen.

Anwendung von 3D-Federunterstützungen

Wenn Sie Knoten, Kanten oder Flächen ausgewählt haben, können Sie mit der rechten Maustaste in den Anzeigebereich klicken und das Pulldown-Menü Hinzufügen auswählen. Wählen Sie den Befehl 3D-Federunterstützungen an Knoten, 3D-Federunterstützungen an Kante oder 3D-Federunterstützungen an Fläche aus. Sie können auch in der Multifunktionsleiste auf den Befehl Setup Abhängigkeiten 3D-Federunterstützung klicken. 3D-Federunterstützungen an Kanten können nur auf Bauteile angewendet werden, die in CAD-Volumenkörpermodellen oder mit dem 2D-Netzgenerator erstellt wurden.

Aktivieren Sie die Kontrollkästchen für alle globalen Richtungen, entlang der die Translation oder Drehung ein Widerstand entgegengesetzt werden soll. Legen Sie fest, ob Sie möchten, dass die 3D-Federunterstützung der Translation oder Drehung einen Widerstand entgegen setzen soll, indem Sie das entsprechende Optionsfeld im Abschnitt Typ auswählen. Geben Sie die Steifigkeit des elastischen Begrenzungselements im Feld Steifigkeit ein.

Anmerkung: Lesen Sie die Kommentare unter der Überschrift Anwendung von Lasten und Abhängigkeiten an doppelten Knoten auf der Seite Lasten und Abhängigkeiten, um Informationen darüber zu erhalten, wie Knotenlasten an doppelten Knoten angewendet werden.