Richtlinien für die Verwendung von Modi für starren Körper entfernen

Modi für starren Körper entfernen kann verwendet werden, wenn eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:

1. Das Modell besitzt keine Abhängigkeiten.

   Sie haben also auf keinen Teil des Modells eine X-, Y- oder Z-Abhängigkeit angewendet. Wenn das Modell ganz ohne Abhängigkeiten ist, können angewendete Lasten ausgeglichen oder unausgeglichen sein.

2. Das Modell besitzt Abhängigkeiten,

   • UND alle Lasten in der abhängigen Richtung sind ausgeglichen,
   • UND die Summe der Momente ist gleich null.

• die Lasten NICHT ausgeglichen sind, ändern die durch Modi für starren Körper entfernen zum Lastausgleich hinzugefügten Lasten und Momente im Wesentlichen die Reaktionskräfte, und die Ergebnisse sind falsch.
• die Lasten und Momente ausgeglichen SIND, werden durch Modi für starren Körper entfernen keine zusätzlichen Lasten angewendet, und die Reaktionskräfte und Ergebnisse sind korrekt.

Tabelle 1: Wann Modi für starren Körper entfernen aktiviert werden kann.

Abhängiges Modell

Beispiel 1: Lasten sind ausgeglichen, aber die Summe der Momente entspricht NICHT null.

Angenommen, ein Modell ist von einer Bewegung in vertikaler Richtung abhängig, und es wird eine Kraft von 100 N in dieser Richtung angewendet. Das Modell muss eine Gegenkraft von 100 N in der Gegenrichtung aufweisen, sodass die Summe der Kräfte in vertikaler Richtung null ergibt. In nicht abhängige Richtungen wirkende Lasten können ausgeglichen oder unausgeglichen sein.

Modi für starren Körper entfernen nicht aktiviert, korrekte Verformung	Modi für starren Körper entfernen nicht aktiviert, falsche Verformung

Da die Momente, die durch die Kräfte entstehen, nicht gleich 0 sind, sind die Ergebnisse falsch, wenn Modi für starren Körper entfernen aktiviert wird. Beachten Sie, dass das Reaktionsmoment null ist, da der Solver eine Drehbeschleunigung hinzufügt, um dem unausgeglichenen Moment entgegenzuwirken.

Beispiel 2: Lasten sind ausgeglichen, UND die Summe der Momente entspricht null.

Angenommen, ein Modell ist von einer Bewegung in vertikaler Richtung abhängig, wobei eine Kraft von 100 N in den Gegenrichtungen angewendet wird. (Eine Kraft von 100 N zeigt nach oben, und zwei Kräfte von 50 N zeigen jeweils nach unten.) Aufgrund des gleichen Abstands in diesem Beispiel ist das Moment wegen der drei Lasten gleich null. Die Option Modi für starren Körper entfernen kann in diesem Beispiel verwendet werden, falls erforderlich.

Modi für starren Körper entfernen nicht aktiviert, korrekte Verformung	Modi für starren Körper entfernen aktiviert, korrekte Verformung

Modell ohne Abhängigkeiten

Bei Verwendung von Modi für starren Körper entfernen bei einem Modell ohne Abhängigkeiten ist es weiterhin wichtig, zu berücksichtigen, ob Sie die angewendeten Lasten ausgleichen müssen, um genaue Ergebnisse zu erzielen. Die Beispiele 3 und 4 zeigen zwei Situationen. Ein Szenario führt mit unausgeglichener Last zu guten Ergebnissen. Beim anderen Szenario müssen Sie die Lasten ausgleichen, um genaue Ergebnisse zu erhalten.

Beispiel 3: Ohne Abhängigkeiten - Unausgeglichene angewendete Lasten sind zulässig.

In diesem Beispiel wird die gleichmäßig verteilte Kraft (F) eines einfach abgestützten quadratischen Balkens auf die volle Länge des Balkens angewendet. Die Reaktion an jedem Ende ist (F + W) / 2, wobei W das Gewicht des Balkens selbst ist. Sie können nur die Reaktionskräfte auf die Enden des Balkens anwenden (rote Pfeile). Die vom Solver angewendete Beschleunigung generiert eine Kraft (Fa), die gleich F + W ist (blaue Pfeile). Ein Teil dieser Beschleunigungskraft wirkt auf alle Elemente im Modell. Die resultierende Gegenkraft für die angewendete Last wird gleichmäßig entlang der gesamten Länge des Modells verteilt.

Alternativ können Sie die folgenden beiden Aktionen ausführen:

• Anwenden der verteilten Kraft (F) auf die Länge des Balkens
• Aktivieren der Schwerkraftlast, wodurch die Gewichtslast (W) generiert wird

Das Ergebnis ist dann das gleiche wie im Fall des vollständig unabhängigen Modells. Der Solver muss nur eine sehr geringe Beschleunigung anwenden, um den leichten mathematischen Unausgeglichenheiten entgegenzuwirken, die sich aus der FEM-Methode ergeben.

Beispiel 4: Ohne Abhängigkeiten - Ausgeglichene Lasten müssen angewendet werden, um korrekte Ergebnisse zu erhalten.

In diesem Beispiel wenden Sie ausgeglichenen Lasten auf das Modell an, was theoretisch zu einem ausgeglichenen Zustand führt. Der Solver wendet eine äußerst geringe globale Beschleunigung an, gerade genug, um der leichten mathematischen Unausgeglichenheit, die durch die FEM-Methode entstanden ist, entgegenzuwirken.

Wenden Sie eine starke Kraft an (F, der mittlere rote Pfeil), die sich in der Mitte konzentriert. Aktivieren Sie die Schwerkraft, um die Gewichtslast zu generieren (W, die grünen Pfeile). Wenden Sie schließlich die berechneten Reaktionskräfte an den Enden des Balkens an (die äußeren beiden roten Pfeile). Wenn eine Last an einem Punkt, einer Kante oder einem kleinen Bereich eines Bauteils wirkt, kann der Solver diese(n) nicht korrekt darstellen, indem eine globale Beschleunigung angewendet wird. Die verteilte Kraft der globalen Beschleunigung und eine konzentrierte Kraft in der Mitte generieren nicht dieselbe Spannungs- oder Verschiebungsergebnisse.

Zugehörig: In Beispiel 3 oder 4 werden keine Abhängigkeiten auf das Modell angewendet. In der ersten Zeile von Tabelle 1 sehen wir, dass die Option Modi für starren Körper entfernen zulässig ist. Allerdings zeigen die Unterschiede zwischen den Beispielen 3 und 4, dass Sie auch die potenziellen Auswirkungen der unausgeglichenen Lasten auf die Genauigkeit der Ergebnisse berücksichtigen müssen.