Grundkonzepte der Analyse

Die Software verwendet die Finite-Elemente-Methode (FEM). FEM ist ein numerisches Verfahren für die Analyse von technischen Konstruktionen. FEM ist aufgrund der Allgemeingültigkeit und Eignung für die Computerimplementierung als Standard-Analysemethode anerkannt. FEM unterteilt das Modell in viele kleine Teile mit einfachen Formen, die als Elemente bezeichnet werden, und ersetzt auf effektive Art und Weise ein komplexes Problem durch viele einfache Probleme, die simultan gelöst werden müssen.

CAD-Modell eines Teils	In kleine Teile (Elemente) unterteiltes Modell

Elemente haben gemeinsame Punkte, die als Knoten bezeichnet werden. Das Verfahren der Unterteilung des Modells in kleine Teile nennt man Vernetzung.

Das Verhalten jedes Elements unter allen möglichen Trag- und Lastszenarien ist bekannt. Die Finite-Elemente-Methode verwendet Elemente mit verschiedenen Formen.

Die Reaktion an jedem Punkt in einem Element wird ausgehend von der Reaktion der Elementknoten berechnet. Jeder Knoten ist in vollem Umfang durch eine Reihe von Parametern definiert, die von der Analyseart und dem verwendeten Element abhängig sind. So beschreibt beispielsweise die Temperatur eines Knotens in vollem Umfang dessen Reaktion bei einer thermischen Analyse. Bei strukturellen Analysen wird die Reaktion eines Knotens im Allgemeinen durch drei Translationen und drei Rotationen beschrieben. Diese werden als Freiheitsgrade bezeichnet. Die Analyse unter Verwendung der Finite-Elemente-Methode wird Finite-Elemente-Analyse (FEA) genannt.

Ein tetraedrisches Element. Die roten Punkte stellen Knoten dar. Die Kanten eines Elements können abgerundet oder gerade sein.

Die Software erstellt die Gleichungen, die das Verhalten der einzelnen Elemente regeln; dabei werden auch die Verbindungen der Elemente untereinander berücksichtigt. Diese Gleichungen setzen die Reaktion mit bekannten Materialeigenschaften, Lager und Lasten in Verbindung.

Anschließend gliedert das Programm die Gleichungen in einen großen Satz simultaner algebraischer Gleichungen und ermittelt die Unbekannten.

Bei einer Spannungsanalyse beispielsweise ermittelt der Gleichungslöser die Verschiebungen an jedem Knoten. Das Programm errechnet anschließend daraus die entsprechenden Dehnungen und Spannungen.

Die Software bietet die folgenden Studientypen (Analysearten) an:

Studientyp	Studiensymbol
Static		Modaler Zeitverlauf
Frequenz		Harmonisch
Knicken		Zufällige Vibration
Thermisch		Reaktionsspektrum
Konstruktionsstudie		Fallprüfung
Nicht-linear statisch		Ermüdung
Nicht-linear dynamisch		Druckbehälterkonstruktion