PropertyManager „Spannungs-Hotspot“

Das Diagnosewerkzeug Spannungs-Hotspot erkennt Bereiche des Modells, in denen Spannungsgefälle zwischen angrenzenden Elementen unregelmäßig sind. In bestimmten Fällen können diese unregelmäßigen Spannungsgefälle auf Spannungssingularitäten zurückgeführt werden.

Die Funktion „Spannungs-Hotspot“ ist nur für lineare statische Studien verfügbar, die Volumenkörper und Schalenelemente verwenden.

Das Diagnosewerkzeug „Spannungs-Hotspot“ erkennt Bereiche des Modells mit unregelmäßigem Spannungsgefälle zwischen angrenzenden Elementen. Diese unregelmäßigen Spannungsgefälle sind möglicherweise auf Spannungssingularitäten zurückzuführen.

Wenn das Diagnosewerkzeug „Spannungs-Hotspot“ ein unregelmäßiges Spannungsgefälle bei Führungskanten entdeckt, werden Sie aufgefordert, das Netz lokal zu verfeinern und einen Erkennungstest für Spannungssingularität durchzuführen.

Das Konzept einer Spannungssingularität existiert in numerischen Analysen und hat keine physikalische Bedeutung, da an einem einzelnen Punkt keine unendlichen Spannungen verfügbar sein können.
Das Diagnosewerkzeug „Spannungs-Hotspot“ erkennt in den folgenden Fällen ein unregelmäßiges Spannungsgefälle:
  • In der Nähe scharfer geometrischer Kanten und an den Ecken von Volumen- und Schalenkörpern.
    (a) Spannungssingularitäten, die an scharfen Ecken erkannt werden, auf die keine Verrundungen angewendet wurden. Der Winkel zwischen den geometrischen Ebenen an den gemeinsamen scharfen Kanten reicht von 0 º bis 360 º. (b) Das Diagnosewerkzeug „Spannungs-Hotspot“ erkennt Spannungssingularitäten an Ecken (intern und extern). Diese Ecken befinden sich auf Winkeln zwischen 0 º und 360 º.
  • In Bereichen, in denen angewendete Begrenzungsbedingungen den Körper beschränken, sodass er sich in der Belastungsumgebung frei ausdehnen (oder kontrahieren) kann. Beachten Sie, dass unter realen Bedingungen keine „unendlich steifen“ Stützelemente oder Einspannungen verfügbar sind.
  • Auf geometrischen Kanten von Volumenkörpern, auf die Lasten/Einspannungen angewendet werden, oder wo plötzliche Übergänge der Begrenzungsbedingungen auftreten (sehr starr bis flexibel).
  • Um Eckpunkte, wo Punktbelastungen und Punkteinspannungen angewendet werden (auf Volumen- oder Schalenkörpern).
Spannungs-Hotspots werden nicht in Bereichen erkannt, die in Kontakt kommen.

So öffnen Sie die Diagnose Spannungs-Hotspot:

  • Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Ordner Ergebnisse und wählen Sie Diagnose für Spannungs-Hotspot aus.
  Sensitivitätsfaktor Filtert die Elemente, die an der Diagnose für Spannungs-Hotspot basierend auf der Größenordnung der äquivalenten Dehnung relativ zur maximalen äquivalenten Dehnung für jeden Körper teilhaben.

Ein höherer Sensitivitätsfaktor schließt mehr Elemente mit hohen Dehnungen ein und kann mehrere Spannungs-Hotspot-Bereiche auf mehreren Körpern erkennen (auf Kosten längerer Berechnungszeiten).

Für einen Sensitivitätsfaktor von 60 % schließt das Werkzeug z. B. Elemente ein, die in die oberen 60 % der höchsten äquivalenten Dehnungen für jeden Körper fallen.

  Knotenwerte Wenn diese Option ausgewählt wurde, können Sie die Spannungs-Hotspots in Konturdarstellungen von Von-Mises-Spannungen in Knoten- oder Elementform anzeigen. Elementdarstellungen zeigen einen Spannungswert für jedes Element an. Knotendarstellungen zeigen einen Spannungswert für jeden Knoten an.
  Spannungs-Hotspot-Diagnose ausführen Führt das Diagnosewerkzeug „Spannungs-Hotspot“ aus. Wenn Spannungs-Hotspots erkannt werden, können Sie im nächsten Schritt eine Von-Mises-Konturdarstellung mit den Hotspot-Bereichen in Grau anzeigen.
Sie können unter Diagrammoptionen > Farbe für Werte über Höchstwert angeben für die Darstellung von Hotspots eine andere Farbe als das Standardgrau auswählen. Sie können den maximalen Schwellenwert für Spannungen, der im Diagramm einer Spannungs-Hotspot-Darstellung angezeigt wird, nicht ändern. Bereiche des Modells mit Spannungswerten über dem maximalen Schwellenwert für Spannungen sind grau hervorgehoben und durch den Gleichungslöser als Spannungs-Hotspots gekennzeichnet.
  Spannungs-Hotspots ein-/ausblenden Blendet die Sichtbarkeit der Spannungs-Hotspots in der Von-Mises-Konturdarstellung ein bzw. aus.
  Spannungssingularität ein-/ausblenden Schalten Sie beim Ausführen der Diagnose der Spannungssingularität die Sichtbarkeit von Spannungssingularitäten auf der Von-Mises-Konturdarstellung um.
  Spannungs-Hotspots isolieren Zeigt nur die Elemente in den Spannungs-Hotspot-Bereichen an. Das übrige Modell wird im transparenten Modus angezeigt.

In der Darstellungslegende können Sie den Sensitivitätsfaktor anzeigen, der in der Analyse berücksichtigt wird, die Anzahl an Elementen, die als Spannungs-Hotspots gekennzeichnet sind, und den Prozentsatz der als Spannungs-Hotspots gekennzeichneten Elemente.
  Spannungssingularität isolieren Beim Ausführen der Diagnose der Spannungssingularität werden nur die Elemente auf den Führungskanten angezeigt, die Spannungssingularitäten verursachen.
  Konvergenzdiagramm darstellen Verfügbar, wenn Sie die Diagnose der Spannungssingularität durchführen. Stellt die an den Führungskanten festgestellte maximale Von-Mises-Spannung mit den nachfolgenden Netzverfeinerungen dar. Abweichende Von-Mises-Spannungswerte deuten auf Spannungssingularitäten hin. Beispielsweise zeigt die Darstellung abweichende Von-Mises-Spannungen über drei Netzverfeinerungsebenen für vier Führungskanten. Diese Kanten sind die Ursache für lokale Spannungssingularitäten.

Ziehen Sie in Erwägung, scharfe Kanten abzurunden, um diese Spannungssingularitäten zu vermeiden.

Spannungssingularitäten erkennen (langsamer)

Wenn das Diagnosewerkzeug „Spannungs-Hotspot“ Bereiche im Modell mit unregelmäßig hohem Spannungsgefälle erkennt, können Sie die lokale Netzverfeinerung auf ausgewählte geometrische Kanten in den Hotspot-Bereichen anwenden und so überprüfen, ob die Spannungssingularitäten auf diese scharfen Kanten zurückzuführen sind.

  Netzverfeinerungsebene

Legt die Netzverfeinerungsebene fest: zwei oder drei.
  Elementgrößen-Reduktionsfaktor über alle Ebenen hinweg Legt den Netzreduktionsfaktor über verschiedene Netzverfeinerungsebenen hinweg fest. In der Tabelle Netzverfeinerungsdetails finden Sie die berechnete Netzgröße für die einzelnen Verfeinerungsebenen. Sie können auch für jede Netzverfeinerungsebene den Wert für die Netzgröße eingeben. Deaktivieren Sie für das ausgewählte geometrische Element das Kontrollkästchen unter Einbeziehen und geben Sie die über verschiedene Netzverfeinerungsebenen gewünschte Elementgröße ein.
  Elementgrößen-Wachstumsverhältnis Legt das Elementgrößen-Wachstumsverhältnis zwischen aufeinander folgenden Netzebenen fest. Wenn die für die Vernetzung einer Kante verwendete Netzelementgröße „e“ und das Elementgrößen-Wachstumsverhältnis „r“ ist, lautet die durchschnittliche Elementgröße in den Ebenen, die sich strahlenförmig von der Kante ausbreiten, wie folgt: e, e*r, e*r2, e*r3, ...., e*rn.
  Netzverfeinerungsdetails Zeigt die Kanten an, bei denen während der Diagnose zur Spannungssingularität die lokale Netzverfeinerung angewendet wird, um lokale Spannungssingularitäten zu erkennen. Wählen Sie eine Kante aus, die im Modell hervorgehoben werden soll.

Die aktuelle Netzgröße und die nachfolgenden Netzgrößen über die Netzverfeinerungsebenen werden aufgeführt. Für die Diagnose zur Spannungssingularität können nur Kanten berücksichtigt werden, die an scharfen Winkeln von Volumenkörpern liegen.
  Studie mit ursprünglichen Netzeinstellungen wiederherstellen Beim Ausführen des Erkennungstests für die Spannungssingularität behält das Programm die ursprüngliche Netzelementgröße als aktuellen Netzelementwert bei.
  Vorhandenes Netz und Ergebnisse mit endgültigen Ebeneneinstellungen überschreiben

Beim Ausführen des Erkennungstests für die Spannungssingularität wird die Netzelementgröße aus der letzten Netzverfeinerungsebene zur aktuellen Netzelementgröße. Die Darstellungen aus der Diagnose zur Spannungssingularität basieren auf den endgültigen Einstellungen für die Netzebene.

Die letzte Verfeinerungsebene wird in der Struktur unter Netz in einer Vernetzungssteuerungsdefinition gespeichert.
  Diagnose zur Spannungssingularität ausführen Nach einer Diagnose der Spannungs-Hotspots können Sie eine Diagnose zur Spannungssingularität durchführen. Das Programm erkennt die geometrischen Kanten Ihres Modells, an denen Spannungs-Hotspots erkannt werden, und wendet nachfolgende lokale Netzverfeinerungen an, um Spannungssingularitäten zu identifizieren. Sie können die Diagnose zur Spannungssingularität erneut durchführen und dabei das lokale Netz für Führungskanten weiter verfeinern, indem Sie neue Netzverfeinerungsebenen festlegen.
Darstellung für „Spannungs-Hotspot“. Elemente in Bereichen, die als Spannungs-Hotspots identifiziert wurden, werden grau angezeigt. Sondierte Beschriftungen von Elementen enthalten die Zeichenfolge „Spannungs-Hotspot“ für Wert.
Darstellung für „Spannungssingularität isolieren“. Sondierte Beschriftungen von Elementen enthalten die Zeichenfolge „Spannungssingularität“ für Wert.