FEM Statements 3
Aus ESOCAETWIKIPLUS
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Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8
NL..
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Grundsätze (statements) der Finite-Element-Methode
Grundsatz 2: Bei Elementverdichtung im Bereich hoher Spannungsgradienten werden die Verschiebungen und insbesondere die Spannungen wesentlich besser wiedergegeben.
Dies ist die R-Methode: die Diskretisierung (Vernetzung) sollte dort verfeinert werden, wo "es sich lohnt". Wenn wir von einem Modell mit einer bestimmten Anzahl von Elementen ausgehen (diese Anzahl von Elementen und den zugehörigen Knoten bestimmt den numerischen Aufwand), dann werden die Ergebnisse genauer, wenn die Teilung im Bereich hoher Spannungsgradienten verdichtet (und entsprechend im Bereich geringer Spannungsgradienten vergröbert) wird. Dadurch wird diese Simulation effektiver in Bezug auf das Aufwand/Nutzen-Verhältnis.
Dieser Hinweis ist eine Verfeinerung des vorgenannten „statements“. Der Hinweis gilt in der Strukturmechanik für die Spannungen, bei anderen physikalischen Anwendungen für die entsprechenden, aus den Freiheitsgraden abgeleiteten Ergebniswerte.
Viele Elemente zu verwenden ist die „rohe“ Methode. Aber effektiver für die Genauigkeit ist eine höhere Netzdichte an den Stellen des Bauteils, an denen hohe Spannungsgradienten vorliegen.
Sofort drängt sich die Frage auf: wie kann man diese Stellen vor der Berechnung erkennen? Man kann den Ingenieur-Verstand nutzen. Damit wird man vielfach der Aufgabenstellung gerecht, aber man steckt manuelle Arbeit in die Modellerstellung, und das kostet Zeit und Geld.
Man kann die automatische Vernetzung der Programme einige Kriterien wie Radien und Längen der Berandungskanten untersuchen lassen und damit die Netzdichte steuern. Ein solches Netz wird nur mehr oder weniger angemessen sein, aber es ist keine manuelle Arbeit erforderlich.
Man kann auch ein grobes Netz zuerst rechnen, dann das Programm selbsttätig die Spannungsgradienten auswerten lassen, dort lokal das Netz verfeinern lassen und noch mal rechnen lassen (Adaptive Vernetzung). Eine solche Methode kostet Rechenzeit, läuft aber automatisch ab und erfordert keine manuelle Arbeit.
